(57)【要約】【課題】光アイソレータを用いずに、戻り光の影響を低減する光送受信システムを提供すること。【解決手段】光送受信システムは、光送信器１と、光送信器１と光ファイバ２を介して接続される光受信器３とを備え、光送信器１は、光アイソレータを有さずに構成され、半導体レーザ１２と、信号発生器２０からの電気信号と直流電圧源１４からの直流電流とに応じて調整される変調信号を、半導体レーザ１２に与えるバイアスＴ１８であって、電気信号の変調周波数は、光送信器１内の共振周波数と等しくなるように設定される、バイアスＴ１８と、信号発生器１６からの変調信号と直流電圧源１７からの直流電圧とに応じた変調信号に応じて半導体レーザ１２の出力光を変調する光変調器１３と、を含む。【選択図】図１
2014041878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光送信器と、前記光送信器と光伝送路を介して接続される光受信器とを備える光送受信システムであって、
前記光送信器は、光アイソレータを有さずに構成され、
半導体レーザと、
第１の電気信号に応じて、前記半導体レーザの出力光を変調する光変調器と、
第２の電気信号と直流電流とに応じて調整される変調信号を前記半導体レーザに与えるバイアス部であって、前記第２の電気信号の変調周波数が前記半導体レーザの反射端面と前記光伝送路内に存在する反射点との間で形成される光共振器の共振周波数と等しくなるように設定されるバイアス部と、
を含むことを特徴とする光送受信システム。
【請求項２】
前記第２の電気信号の位相を調整する移相器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光送受信システム。
【請求項３】
前記光伝送路内に存在する反射点から反射される戻り光の偏波を制御する偏波コントローラをさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光送受信システム。
【請求項４】
前記光伝送路内には、前記光送信器から出力される光の一部を分岐させる光結合器をさらに含み、前記光結合器には、前記光の一部を前記光送信器側に全反射させる光反射器が接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光送受信システム。
【請求項５】
前記光送受信システムは、１０ギガビットイーサネット（登録商標）に準拠する通信機能を有し、
前記変調信号の変調周波数は、所定のビット間隔を有するように設定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光送受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光送受信システムに関し、より詳細には、光信号を送受信する光送受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光送受信システムは一般に、非特許文献１に記載されるように、光を単一方向にだけ透過させ、途中で反射して戻ってくる逆方向の光を阻止する光アイソレータを有することが知られている。これは、戻り光が大きいほど、出力変動やノイズなどが大きくなり、光源の光出力が不安定になるからである。
【０００３】
図８は従来の一般的な光送受信システムの構成例である。図８に示す光送受信システムは、光送信器１と、この光送信器１と光ファイバ２を介して接続される光受信器３とを備える。光送信器１では、ＥＡ(Electro-Absorption）変調器集積型レーザ光源１１を含んでおり、レーザ光源１１は、半導体レーザ１２とＥＡ変調器１３とを有する。
【０００４】
半導体レーザ１２と接続される直流電流源１４は、直流電流を半導体レーザ１２に注入するようになっている。そして、ＥＡ変調器１３と接続されるＥＡドライバ１５は、ＥＡドライバ１５に与えられる信号を生成する信号発生器１６、および、直流電圧をＥＡドライバ１５に印加する直流電圧源１７と接続される。ＥＡドライバ１５は、信号発生器１６からの信号、および、直流電圧源１７からの直流電圧に応じた変調電圧をＥＡドライバ１５に与える。通常、半導体レーザ１２に注入される直流電流は４０ｍＡ〜１５０ｍＡ程度、ＥＡ変調器１３に印加される変調電圧は電界吸収オフ時−０．５Ｖ、電界吸収オン時−３Ｖ程度、信号速度としては例えば１０Ｇｂ／ｓ程度、２８Ｇｂ／ｓ程度、または４０Ｇｂ／ｓ程度となる。
【０００５】
ＥＡ変調器１３では、半導体レーザ１２からのレーザ発振光が変調され、出力光２１が出力される。この出力光２１は、レンズ２２によって平行光に変換された後、光アイソレータ１０を通過してレンズ２３で集光される。そして、この集光された光が光ファイバの端面２Ａに入射して光ファイバ２を介して光受信器３で受光される。
【０００６】
モニタＰＤ(photodiode)２４は、半導体レーザ１２から出力される光信号の一部の光パワーが一定になるように監視する。
【０００７】
図８の光送受信システムでは、レンズ２３端面、光ファイバ端面２Ａ、光受信器３端面等で光が反射することになるが、その反射して戻る光の強さは、ＥＡ変調器１３の出力光２１よりも例えば−３０ｄＢ程度となる。あるいは、光ファイバ接続をしない場合のフレネル反射の場合は、例えば−１３ｄＢ程度となる。あるいは、反射ポイントが複数ある場合は、−１３ｄＢ以上となることもあり得る。
【０００８】
なお、レンズ２２でも、光が反射することになるが、光が拡散するように反射するため、反射する光が無視できる程度に、レーザ光源１１側へ戻る反射光は少なくなっている。
【０００９】
図９は、光アイソレータを備えずに構成された光送受信システムの伝送特性（符号誤り率評価）において、光受信器の最小受信感度と符号誤り率との関係を表す図である。図９において、光送受信システムでは、上述した光送信器１から光アイソレータ１０を有さずに構成する。
【００１０】
信号速度は１０Ｇｂ／ｓとし、光受信器の受光器は、Ｓｉフォトダイオードを使用して、図９に示すような関係を測定した。図９において、−８ｄＢ、−１３ｄＢ、−３０ｄＢ、−∞（反射無し）は、それぞれ、反射して戻ってくる光のレベルを示す。なお、最小受信感度が−４０ｄＢ以下の場合は、光送受信システムに与える影響を無視できるため、−∞は、−４０ｄＢ以下と考えることができる。この場合、図９に示すように、光送受信システムにおいては、戻り光のレベルが大きくなるほど、伝送特性が劣化する、すなわち、符号誤り率が大きくなる。換言すれば、光受信器への光強度が大きくなっても、符号誤り率は小さくならず、符号誤りがない状態で光が受信できなくなる。
【００１１】
反射戻り光によって伝送特性が劣化することになるが、これは主に、半導体レーザ１０２のレーザ発振光が、外部からの擾乱によって乱れるためである。この乱れは、現象的には低周波振動(LFF: low frequency fluctuation)、コヒーレントコラプス、または何らかのカオス現象として説明される。低周波振動は主に、半導体レーザ内部共振器の高反射率側端面と、半導体レーザ外部の反射点（例えば前記したレンズ２３の端面、ファイバ端面２Ａ、光受信器３端面など）との間で一種の光共振器が形成されることに起因する。この低周波振動によって、例えば非特許文献１（図２）によって示される数ＭＨｚ程度のスパイク状の振動が発生する。ここで例えば、半導体レーザ内部共振器の高反射率側端面と半導体レーザ外部の反射点との距離をＡとすると、低周波振動の間隔Δｆは、下記式（１）によって表される。
Δｆ＝ｃ／(２・ｎ・Ａ)  ・・・（１）
【００１２】
なお、式（１）において、ｃ：真空中の光速度、ｎ:光路の実効屈折率、を示す。
【００１３】
このような原理を工業的に応用したものが光パルス試験器(ＯＴＤＲ:Optical Time Domain Reflectometer）である。
【００１４】
上記の現象を避けるため、光送信器は一般的に、光アイソレータ１０を設けて、反射戻り光レベルを抑圧するようにしている。光アイソレータは例えば３５ｄＢのアイソレーション機能を有し、順方向に対する光損失が１ｄＢ程度であるのに対し、逆方向に対する光損失は３５ｄＢとなる。このため、最大で−８ｄＢの反射戻り光を想定した場合でも、レーザ光源１１に入射される光強度は−４３ｄＢとなり、影響を無視できる。
【００１５】
次に、光送信器１に光アイソレータ１０を備えた場合の光送受信システムの伝送特性（符号誤り率評価）について図１０を参照して説明する。
【００１６】
図１０は、光アイソレータを備える光送受信システムの伝送特性（符号誤り率評価）において、光受信器の最小受信感度と符号誤り率との関係を表す図である。
【００１７】
図１０においても、信号速度を１０Ｇｂ／ｓとし、光受信器の受光器としてＳｉフォトダイオードを使用して、光受信器の最小受信感度と符号誤り率との関係を測定した。図１０において、−８ｄＢ、−１３ｄＢ、−３０ｄＢ、−∞（反射無し）は、それぞれ、反射して戻ってくる光のレベルを示す。図１０に示す４種類の測定結果では、実際には線が重なることになるが、理解の容易のため、実際の線をずらして表してある。この場合、図１０に示すように、光アイソレータ１０を設けることによって、反射戻り光の影響を受けない程度に、符号誤り率が小さくなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】"2.5-Gb/s transmission characteristics of 1.3-μm DFB lasers with external optical feedback", F. Grillot, B. Thedrez, J. Py, O. Gauthier-Lafaye, V. Voiriot, and J. L. Lafragette, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 14, page 101-103, 2002.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
光送受信システムにおける反射戻り光の影響は、光アイソレータを用いることで小さくなる。しかしながら、光アイソレータそのものは高価であることから、光アイソレータを用いずに、戻り光の影響を低減する低廉な光送信器が望まれている。光アイソレータは通常、ファラデー回転子からなるガーネット単結晶と、ガーネット単結晶を磁化する磁石と、２つの偏光子とを備えており、高価な光部品となる。
【００２０】
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたもので、光アイソレータを用いずに、戻り光の影響を低減する光送受信システムを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するための光送受信システムは、光送信器と、前記光送信器と光伝送路を介して接続される光受信器とを備える光送受信システムであって、前記光送信器は、光アイソレータを有さずに構成され、半導体レーザと、第１の電気信号に応じて前記半導体レーザの出力光を変調する光変調器と、第２の電気信号と直流電流とに応じて調整される変調信号を前記半導体レーザに与えるバイアス部であって、前記第２の電気信号の変調周波数が前記半導体レーザの反射端面と前記光伝送路内に存在する反射点との間で形成される光共振器の共振周波数と等しくなるように設定されるバイアス部と、を含むものである。
【００２２】
ここで、前記光送受信システムは、前記第２の電気信号の位相を調整する移相器をさらに含むようにしてもよい。
【００２３】
前記光送受信システムは、前記光伝送路内に存在する反射点から反射される戻り光の偏波を制御する偏波コントローラをさらに含むようにしてもよい。
【００２４】
前記光伝送路内には、前記光送信器から出力される光の一部を分岐させる光結合器をさらに含み、前記光結合器には、前記光の一部を前記光送信器側に全反射させる光反射器が接続されるようにしてもよい。
【００２５】
前記光送受信システムは、１０ギガビット・イーサネット（登録商標）に準拠する通信機能を有し、前記変調信号の変調周波数は、所定のビット間隔を有するように設定されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、光アイソレータを用いずに、戻り光の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態における光送受信システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態における光送受信システムの構成例を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態における光送受信システムの構成例を示す図である。
【図４】本発明の第４実施形態における光送受信システムの構成例を示す図である。
【図５】本発明の第５実施形態における光送受信システムの構成例を示す図である。
【図６】１０ギガビット・イーサネット伝送方式の６４Ｂ／６６Ｂ符号のスクランブラ、デスクランブラを説明するための図である。
【図７】エラー間隔およびエラー回数の測定結果を説明するための図である。
【図８】従来の一般的な光送受信システムの構成を示す図である。
【図９】光アイソレータを備えずに構成された光送受信システムの伝送特性（符号誤り率評価）において、光受信器の最小受信感度と符号誤り率との関係を表す図である。
【図１０】光アイソレータを備える光送受信システムの伝送特性において、光受信器の最小受信感度と符号誤り率との関係を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の第１ないし第５実施形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
＜第１実施形態＞
本発明の光送受信システムの第１実施形態について説明する。
【００３０】
[光送受信システムの構成例]
先ず、本実施形態の光送受信システムの構成例について図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態の光送受信システムの構成例を示す図である。
【００３１】
この光送受信システムは、光送信器１と、この光送信器１と光ファイバ（光伝送路）２を介して接続される光受信器３とを備える。光送信器１は、ＥＡ(Electro-Absorption）変調器集積型レーザ光源１１と、２つのレンズ２２，２３とを含む。図１に示すように、レーザ光源１１は、半導体レーザ１２とＥＡ変調器１３とを有する。この実施形態の光送信器１では、レーザ光源１１の戻り光は、光アイソレータによって遮断するのではなく、バイアスＴ（バイアス部）１８、アッテネータ１９および信号発生器２０を利用して、遮断するようになっている。
【００３２】
図１において、バイアスＴ１８は、アッテネータ１９を介して信号発生器２０に接続される。信号発生器２０は、電気信号（第２の電気信号）としての例えばパルス信号を生成するようになっている。アッテネータ１９は、信号発生器２０によって与えられる電気信号のレベルを減衰することができるようになっている。
【００３３】
さらに、バイアスＴ１８は、直流電流源１４に接続される。この直流電流源１４によって、バイアスＴ１８に直流電流が注入される。これにより、バイアスＴ１８では、アッテネータ１９を介して信号発生器２０から与えられるパルス信号と、直流電流源１４から与えられる直流電流とに応じて重畳した変調信号（変調電流）を生成し、生成した変調信号を半導体レーザ１２に与える。半導体レーザ１２は、上述した変調信号に応じてレーザ光を出力する。
【００３４】
半導体レーザ１２は抵抗Ｒ２の一端に接続され、抵抗Ｒ２の他端は接地される。
【００３５】
たとえば、抵抗Ｒ２が例えば４６Ω、半導体レーザ１２の微分抵抗が例えば４Ωの場合には、終端は５０Ωに相当する。また、信号発生器２０によって生成されるパルス信号の電圧振幅が例えば約２５０ｍＶ、アッテネータ１９によって減衰させるパルス信号の電圧振幅が例えば２０ｄＢの場合、バイアスＴ１８によって半導体レーザ１２に与えられる変調信号の電圧振幅は約２５ｍＶ、電流振幅は約０．５ｍＡとなる。直流電流源１４によって与えられる直流電流は例えば１００ｍＡである。この場合、バイアスＴ１８では、１００ｍＡの直流電流に対して約０．５ｍＡの変調電流を重畳して半導体レーザ１２に流入し、これによって、半導体レーザ１２は、重畳された電流に応じてレーザ光を出力する。
【００３６】
ＥＡ変調器１３は、ＥＡドライバ１５に接続される。ＥＡドライバ１５は、信号発生器１６および直流電圧源１７に接続される。ＥＡドライバ１５は、信号発生器１６によって生成される変調信号と、直流電圧源１７によって与えられる直流電圧とに応じた変調信号を生成し、生成した変調信号（第１の電気信号）をＥＡ変調器１３に与える。ＥＡ変調器１３は、上述した変調信号に応じてレーザ光の強度を変調して出力する。
【００３７】
ＥＡ変調器１３は抵抗Ｒ１の一端に接続され、抵抗Ｒ１の他端は接地される。
【００３８】
ＥＡ変調器１３の出力光は、レンズ２２によって集光して平行光としてレンズ２２から出射し、レンズ２３を介して、光ファイバ端面２Ａに入射される。入射した光は、光ファイバ２を伝搬し、これにより、光受信器３は、レーザ光を受信する。
【００３９】
受光器２４は、例えばモニタＰＤ(photodiode)であり、半導体レーザ１２から出力される光信号の一部の光パワーが一定になるように監視するようになっている。
【００４０】
[光送受信システムの動作原理]
この光送受信システムでは、レーザ光源１１の出力光２１の一部は、レンズ２３、光ファイバ端面２Ａ、光受信器３などで反射することによって、戻り光は、減衰することなくレーザ光源１１側に入射する。この場合、レンズ２３から反射して戻る光（以下、戻り光ｄという。）の強度が大きいと仮定すると、光送受信システムでは、半導体レーザ１１の反射端面と、レンズ２３との間で共振器が形成される。半導体レーザ１１の反射端面は、半導体レーザ１１の出射端面とは反対側の端面である。この実施形態では、半導体レーザ１１の反射端面は高反射（ＨＲ）コーティングが施され、半導体レーザ１１の出射端面は無反射（ＡＲ）コーティングが施されている。
【００４１】
たとえば、図１に示したように、上述した共振器の共振器長をＬ１とすると、一般に、低周波振動の間隔Δｆ１は、下記式（２）によって表される。
Δｆ１＝ｃ／(２・ｎ・Ｌ１)  ・・・（２）
【００４２】
なお、式（２）において、ｃ：真空中の光速度、ｎ:光路の実効屈折率、を示す。
【００４３】
この場合、Δｆ１の値は一般的には、百ＭＨｚ〜ＧＨｚ程度となる。
【００４４】
本実施形態の光送受信システムでは、信号発生器２０によって与えられる電気信号の変調周波数を、Δｆ１の値と同等になるようにしている。これは、光送受信システムにおいて、戻り光ｄによる共振状態を擾乱して低周波振動を弱くするためである。
【００４５】
なお、戻り光による共振状態を擾乱させることが狙いなので、信号発生器２０によって与えられる電気信号の変調周波数をΔｆ１の値と同等になるようにするのは一例に過ぎない。信号発生器２０によって与えられる電気信号の変調周波数は、Δｆ１に対する許容度合いに応じて決定される。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態の光送受信システムによれば、光送信器１は、光アイソレータを有さずに構成される。そして、光送信器１では、信号発生器２０によって生成される電気信号の変調周波数が、光送信器１内の低周波振動の共振周波数と等しくなるように設定される。したがって、低周波振動が小さくなるため、戻り光の影響が低減する。
【００４７】
＜第２実施形態＞
次に、光送受信システムの一実施形態として、戻り光ｄに対する耐性の強化をも可能とするようにした光送受信システムについて説明する。この光送受信システムではさらに、移相器を設けることにより、信号発生器によって生成される電気信号の位相を調整するようになっている。
【００４８】
図２は、第２実施形態における光送受信システムの構成例を示す図である。本実施形態の光送受信システムは、全体の構成は図１に示した第１実施形態のものと同様であるが、光送信器１Ａに移相器２５を備えた構成が第１実施形態のものと異なるので、第１実施形態のものとの差異を中心に説明する。
【００４９】
この実施形態では、移相器２５は、アッテネータ１９とバイアスＴ１８との間に設けられる。この移相器２５では、低周波振動が打ち消されるように、信号生成部２０によって生成される電気信号（図２では、アッテネータ１９を介した電気信号）の位相が設定される。これにより、低周波振動がキャンセルされ、戻り光に対する耐性が強化できる。
【００５０】
なお、図２に示した光送信器１Ｂにおいて、移相器２５はアッテネータ１９とバイアスＴ１８との間に設けられているが、信号発生器２０とアッテネータ１９との間に設けるようにしても、同様の作用が得られる。
【００５１】
＜第３実施形態＞
次に、光送受信システムの一実施形態として、戻り光の偏波を調整することにより戻り光の影響が低減するようにした光送受信システムについて説明する。
【００５２】
図３は、第３実施形態における光送受信システムの構成例を示す図である。本実施形態の光送受信システムは、全体の構成は図１に示した第１実施形態のものと同様であるが、光ファイバ２に偏波コントローラ４を備えた構成が第１実施形態のものと異なるので、第１実施形態のものとの差異を中心に説明する。なお、図３において、光送信器１Ｃは、図１に示した第１実施形態の光送信器１と同様の構成である。
【００５３】
この実施形態では、たとえば、光ファイバ２内の接続点５から反射して戻る光、すなわち、戻り光ｄの強度が大きいと仮定するので、共振器は、半導体レーザ１１の反射端面と、上述した接続点５との間で形成される。この場合において、図３に示したように、上述した共振器の共振器長をＬ２とすると、一般に、低周波振動の間隔Δｆ２は、下記式（３）によって表される。なお、Δｆ２の値は一般的には、百ＭＨｚ〜ＧＨｚ程度となる。
Δｆ２＝ｃ／(２・ｎ・Ｌ２)  ・・・（３）
【００５４】
なお、式（３）において、ｃ：真空中の光速度、ｎ:光路の実効屈折率、を示す。
【００５５】
偏波コントローラ４では、低周波振動が打ち消されるように、戻り光ｄの偏波が設定される。これにより、低周波振動がキャンセルされ、戻り光に対する耐性が強化できる。
【００５６】
＜第４実施形態＞
次に、光送受信システムの一実施形態として、戻り光よりも強い別の戻り光を生成することにより、低周波振動を抑制するようにした光送受信システムについて説明する。
【００５７】
図４は、第４実施形態における光送受信システムの構成例を示す図である。本実施形態の光送受信システムは、全体の構成は図１に示した第１実施形態のものと同様であるが、光ファイバ２に光カプラ（光方向性結合器）６を備えた構成が第１実施形態のものと主に異なるので、第１実施形態のものとの差異を中心に説明する。なお、図４において、光送信器１Ｄは、図１に示した第１実施形態の光送信器１と同様の構成である。
【００５８】
図４において、光カプラ６は、光ファイバ２からの光信号を別の光ファイバに分岐する。別の光ファイバの一端は光反射器７に接続され、他端は光終端器８に接続される。光反射器７は、光カプラ６を介して入射された光信号を全反射し、これにより、戻り光ｒを生成することができるようになっている。
【００５９】
光反射器７によって反射された戻り光ｒは、レンズ２３からの戻り光ｄよりも強くなるように設定される。これにより、戻り光ｒが共振器の共振周波数に与える影響が大きくなり、レンズ２３からの戻り光ｄによる共振周波数の影響力が小さくなる。
【００６０】
この場合、半導体レーザ１１の反射端面と光反射器７との間で形成される共振器の共振器長をＬ３とすると、低周波振動の間隔Δｆ３は、下記式（４）によって表される。なお、Δｆ３の値は一般的には、百ＭＨｚ〜ＧＨｚ程度となる。
Δｆ３＝ｃ／(２・ｎ・Ｌ３)  ・・・（４）
【００６１】
なお、式（４）において、ｃ：真空中の光速度、ｎ:光路の実効屈折率、を示す。
【００６２】
そして、本実施形態の光送受信システムでは、信号発生器２０によって与えられる電気信号の変調周波数を、Δｆ３の値と同等になるようにしている。これにより、光送受信システムにおいて、光反射器７からの戻り光ｒによる共振状態が擾乱されて低周波振動が弱くなり、戻り光の影響が低減する。また、戻り光に対する耐性が強化できる。
【００６３】
＜第５実施形態＞
次に、光送受信システムの一実施形態として、１０ギガビット・イーサネット（登録商標）に準拠する通信機能を有し、さらに、信号生成部によって生成された電気信号の変調周波数を所定のビット間隔を有するようにすることにより、戻り光に対する耐性をも強くするようにした光送受信システムについて説明する。
【００６４】
図５は、第５実施形態における光送受信システムの構成例を示す図である。本実施形態の光送受信システムは、全体の構成は図１に示した第１実施形態のものと同様であるが、光送信器１Ｅに、例えば１０ギガビット・イーサネット（登録商標）に準拠する通信機能を備え、さらに、信号発生器２０によって生成された電気信号の変調周波数を所定のビット間隔を有するようにした構成が第１実施形態のものと主に異なるので、第１実施形態のものとの差異を中心に説明する。
【００６５】
図５に示す光送信器１Ｅは、媒体アクセス制御（ＭＡＣ：Media Access Control）部３０、物理符号化副層（ＰＣＳ：Physical Coding Sublayer）部３１、物理媒体接続（ＰＭＡ：Physical Medium Attachment）部３２、および、物理媒体依存（ＰＭＤ：Physical Medium Dependent）部３３を備える。ＰＭＤ部３３は、図１に示した第１実施形態の光送信器１に相当する構成を含んでおり、電気／光変換部を含んでいる。
【００６６】
ここで、一般に、１０ギガビット・イーサネット伝送では、１０ＧＢＡＳＥ−ＬＸ４規格を除いて、物理層の符号化技術は、６４Ｂ／６６Ｂ符号化方式を用いることが知られている。この符号化方式は、６４ビット（８バイト）のデータをブロックとし、各ブロックに対してスクランブル（データの並び替え）を行い、２ビットのヘッダを付加して６６ビットの符号に変換する方式である。
【００６７】
図６は、６４Ｂ／６６Ｂ符号化方式に用いられるスクランブラ、デスクランブラを説明するための図であって、（ａ）は６４ビットの伝送データをスクランブルするスクランブラの構成、（ｂ）はスクランブルされた伝送データをデスクランブルするデスクランブラの構成を示す。図６（ａ）に示すように、６４ビットの伝送データをスクランブルする機能は、排他的論理和（ＥＸＯＲ）６１、３９ビットシフトレジスタ６２、１９ビットシフトレジスタ６３、および、排他的論理和（ＥＸＯＲ）６４の構成によって実現される。これによりスクランブルされ、さらにＦＥＣ（Forward Error Correction、前方誤り訂正）エンコードされた信号がパラレル／シリアル変換され、電気／光変換されて光送信される。
【００６８】
一方、光受信器で受信された光信号は、光／電気変換され、シリアル／パラレル変換、ＦＥＣデコードされ、さらにデスクランブラによってデスクランブルされて６４Ｂ／６６Ｂが復号される。図６（ｂ）に示すように、スクランブルされた伝送データをデスクランブルする機能は、排他的論理和（ＥＸＯＲ）７１、３９ビットシフトレジスタ７２、１９ビットシフトレジスタ７３、および、排他的論理和（ＥＸＯＲ）７４の構成によって実現される。この場合、光受信器３の受信時においてＦＥＣデコードにより除去できなかったビット誤りは、デスクランブルするときに、３９ビットシフトレジスタ７２および１９ビットシフトレジスタ７３によって遅延され、その遅延したビット誤りが後方のビットに現れる。そのため、全てのビット誤りは、３９ビット後、５８ビット後に複製されることになる。したがってエラー頻度としては、図７に示すような値となる。
【００６９】
図７は、エラー間隔およびエラー回数の測定結果を説明するための図である。図７によれば、（１９−１＝）１８ビット間隔、（３９−１＝）３８ビット間隔で周期的にエラー回数が増加することがわかる（例えば、（石田修、瀬戸康一郎監修、「１０ギガビットＥｔｈｅｒｎｅｔ教科書」、ｐ．１８３−１９２、ＩＤＧジャパン、２００２）を参照。（"Impact of the x43 + 1 Scrambler of the Error Detection Capabilities of the Ethernet CRC", Norival Figueira, IEEE 802.3 HSSG Meeting, Montreal, 5-9 July, 1999.(http://grouper.ieee.org/groups/802/3/10G_study/public/july99/figueira_1_0799.pdf)）を参照）。
【００７０】
この観点から、本実施形態の光送受信システムでは、信号発生器２０によって生成される電気信号の変調周波数が、１８ビット間隔、または、３８ビット間隔に近くなるように設定している。これにより、共振状態が擾乱されて低周波振動が小さくなり、結果として、戻り光に対する耐性が強くなる。なお、低周波振動が小さくなれば、上述した電気信号の変調周波数は、１８ビット間隔、または、３８ビット間隔と必ずしも一致させる必要はない。戻り光に対する耐性を強くするために、アッテネータ１９の減衰量を微調整することも考えられるが、半導体レーザ１２に印加される電気変調信号は微小であるため、レーザ発振の光強度に与える影響を無視でき、また、光送信信号にも影響を与えずに、戻り光に対する耐性を強くすることができるので好適である。
【００７１】
なお、第５実施形態において、１０ギガビット・イーサネット伝送を例にとって説明したが、３９ビットシフトレジスタおよび１９ビットシフトレジスタを用いてスクランブル／デスクランブルする方式の送受信システムならば、１０ギガビット・イーサネットに限らず、他の方式でもよい。
【００７２】
また、上記各実施形態の構成は、その全部または一部を任意に組み合わせて適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  光送信器
２  光ファイバ
３  光受信器
４  偏波コントローラ
５  光ファイバ接続点
６  光方向性結合器
１０  光アイソレータ
１１  レーザ光源
１２  半導体レーザ
１３  ＥＡ変調器
１４  直流電流源
１５  ＥＡドライバ
１６、２０  信号発生器
１７  直流電圧源
１８  バイアスＴ
１９  アッテネータ
２１  レーザ光源出力光
２２、２３  レンズ
２４  受光器
２５  移相器
３０  媒体アクセス制御部
３１  物理符号化副層部
３２  物理媒体接続部
３３  物理媒体依存部
６１、６４、７１、７４  排他的論理和
６２、７２  ３９ビットシフトレジスタ
６３、７３  １９ビットシフトレジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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