(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュオバイナリ光信号を発生する信号光発生手段と、
当該信号光発生手段の出力光を光強度変調及び光位相変調する光強度・位相変調手段と、
当該光強度・位相変調手段の出力光を偏波スクランブルする偏波スクランブラ
とを具備することを特徴とする光送信装置。
【請求項２】
当該光強度・位相変調手段が、当該信号光発生手段の出力光を光強度変調する光強度変調手段と、当該光強度変調手段の出力光を光位相変調する光位相変調手段とからなる請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
当該光強度・位相変調手段が、当該信号光発生手段の出力光を光位相変調する光位相変調手段と、当該光位相変調手段の出力光を光強度変調する光強度変調手段とからなる請求項１に記載の光送信装置。
【請求項４】
当該光強度変調手段が、変調度１００％で入力光を光強度変調する請求項２又は３に記載の光送信装置。
【請求項５】
当該信号光発生手段が、電気デュオバイナリ信号を発生する電気信号発生手段と、信号波長の光を発生する光源と、当該電気信号発生手段の発生する当該デュオバイナリ信号に従い、当該光源の出力光を強度及び位相変調する光変調手段とからなる請求項１乃至４の何れか１項に記載の光送信装置。
【請求項６】
当該光変調手段及び当該光強度・位相変調手段が、同じ組成の変調素子からなる請求項５に記載の光送信装置。
【請求項７】
当該偏波スクランブラが、当該光強度・位相変調手段と同じ組成の変調素子からなる請求項１乃至６の何れか１項に記載の光送信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光送信装置に関し、より具体的には、光スペクトル線幅の広がりの少ない信号光を出力する光送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光デュオバイナリ方式は、信号光の光スペクトルを通常の強度変調方式の場合の１／２程度に狭くすることができ、波長分割多重光伝送方式で高密度多重化を実現する技術として注目されている。
【０００３】
光デュオバイナリ波形を生成する装置としては、例えば、電気段でローパスフィルタを使用する方法（例えば、小野等「光デュオバイナリ方式を用いたＷＤＭ高密度多重化の検討」，電子情報通信学会、信学技報ＯＣＳ９６−５９，ＯＰＥ９６−１０９，ＬＱＥ９６−１１０（１９９６−１１），ｐｐ．４９−５４）や、ビットをずらして変調をかける方法（Ｔ．Ｆｒａｎｃｋ等「Ｎｏｖｅｌ  Ｄｕｏｂｉｎａｒｙ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ」，ＥＣＯＣ９７，２２−２５  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９９７，  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ
Ｎｏ．  ４４８，ｐｐ．６７−７０）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来例では光スペクトル線幅の拡がりの抑制程度がまだ不十分であり、長距離・高密度波長分割多重伝送では、より一層の、光スペクトル線幅の拡がりの抑制が求められる。
【０００５】
本発明は、より一層、光スペクトル線幅の拡がりを抑制できる光送信装置を提示することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、光強度・位相変調手段により、デュオバイナリ光信号を光強度変調及び光位相変調し、更に、偏波スクランブルする。光強度変調と光位相変調はどちらが先でも良い。
【０００７】
これにより、  ＮＲＺ波形の伝送特性と同等の伝送特性を達成できると共に、信号スペクトル線幅の拡がりを抑制できるので、従来よりも波長多重数を増すことができる。
【０００８】
光強度変調の変調度を１００％とすることで、ＲＺ波形化して、雑音に強くできる。
【０００９】
使用する変調素子を同じ組成のものとすることで、特性の調整及び一体化などが容易になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示し、図２は、そのタイミング・チャートを示し、図３は、本実施例の特徴部分の実測パルス波形を示す。
【００１２】
１０は送信すべきデータのＮＲＺ信号を発生するデータ発生回路であり、Ｑ端子から２値データ列をローパス・フィルタ（ＬＰＦ）１２ａに出力し、反転Ｑ出力から当該２値データ列の反転値をローパス・フィルタ（ＬＰＦ）１２ｂに出力する。ＬＰＦ１２ａ，１２ｂは、全く同じ低域通過特性を具備し、ＬＰＦ１２ａ，１２ｂにより、２値データ列をデュオバイナリ・データ列に変換する。
【００１３】
例えば、データ発生回路１０のＱ出力から出力されるデータ列が、図２（ａ）に示すような波形になっている場合、ＬＰＦ１２ａの出力波形は、図２（ｃ）に示すような３値波形になる。データ発生回路１０の反転Ｑ出力から出力されるデータ列は、図２（ａ）に示す波形を反転したものになっており、これに対するＬＰＦ１２ｂの出力波形は、図２（ｄ）に示すような３値波形になる。
【００１４】
ＬＰＦ１２ａ，１２ｂの出力はそれぞれ、振幅調整回路１４ａ，１４ｂ、アンプ１６ａ，１６ｂ、電圧調整回路２０ａ，２０ｂ及び遅延回路２２ａ，２２ｂを介して二電極型光変調器２４の両側の各電極に印加される。振幅調整回路１４ａ，１４ｂは、ＬＰＦ１２ａ，１２ｂの出力の振幅を調整し、アンプ１６ａ，１６ｂは、振幅調整回路１４ａ，１４ｂの出力を所定レベルに増幅する。電圧調整回路２０ａ，２０ｂは、光変調器２４における光変調に適した電圧レベル及び範囲にアンプ１６ａ，１６ｂの出力電圧を調整する。遅延回路２２ａ，２２ｂは、電圧調整回路２０ａ，２０ｂの出力のタイミングを互いに合致させるために設けられる。
【００１５】
二電極型光変調器２４は、１０ＧＨｚ以上の超高速変調の可能なニオブ酸リチウムの結晶からなり、遅延回路２２ａ，２２ｂの出力、即ち、相補的な電気デュオバイナリ信号に従って、レーザ光源２６のＣＷ出力光を光強度及び位相変調する。光変調器２４の出力光の光強度パターンを図２（ｅ）に、その光位相を図２（ｆ）に示す。図２（ｆ）に示す光位相は、図示例とは逆の場合もありうる。光変調器２４の出力光強度パターン（図２（ｅ））は、ＬＰＦ１２ａ又は同１２ｂの出力パターンのレベル’１’を中心として上下を折り返したものになっている。
【００１６】
ここでまでの構成は、電気デュオバイナリ信号から光デュオバナリ信号を生成する従来、周知の回路構成となっている。光変調器２４より後段の部分が、本実施例の特徴部分である。本実施例では、光デュオバイナリ信号に更に、光強度変調及び位相変調を施し、偏波をスクランブルして光伝送路に出力する。
【００１７】
光強度変調器３０は、駆動回路３２の出力に従い光変調器２４の出力光を変調度１００％で光強度変調する。即ち、ＮＲＺ信号をＲＺ信号に変形する。駆動回路３２は、データ発生回路１０からのクロックを振幅調整する振幅調整回路３２ａ、振幅調整回路３２ａの出力を増幅するアンプ３２ｂ、アンプ３２ｂの出力電圧を調整する電圧調整回路３２ｃ、及び、電圧調整回路３２ｃの出力を時間調整する遅延回路３２ｄからなり、遅延回路３２ｄの出力が光強度変調信号として光強度変調器３０に印加される。
【００１８】
光位相変調器３４は、駆動回路３６の出力に従い光強度変調器３０の出力光を光位相変調する。即ち、光位相変調器３４は、光信号に一定のプリチャープを与える。駆動回路３６は、駆動回路３２と同様の回路構成からなり、データ発生回路１０からのクロックを振幅調整する振幅調整回路３６ａ、振幅調整回路３６ａの出力を増幅するアンプ３６ｂ、アンプ３６ｂの出力電圧を調整する電圧調整回路３６ｃ、及び、電圧調整回路３６ｃの出力を時間調整する遅延回路３６ｄからなり、遅延回路３６ｄの出力が光位相変調信号として光位相変調器３４に印加される。
【００１９】
偏波変調器３８は、駆動回路４０の出力に従い光強度変調器３４の出力光の偏波を変調し、偏波スクランブラとして機能する。駆動回路４０は、駆動回路３２，３６と同様の回路構成からなり、データ発生回路１０からのクロックを振幅調整する振幅調整回路４０ａ、振幅調整回路４０ａの出力を増幅するアンプ４０ｂ、アンプ４０ｂの出力電圧を調整する電圧調整回路４０ｃ、及び、電圧調整回路４０ｃの出力を時間調整する遅延回路４０ｄからなり、遅延回路４０ｄの出力が偏波変調信号として偏波変調器３８に印加される。
【００２０】
光強度変調器３０、光位相変調器３４及び偏波変調器３８は、光変調器２４と同様に、ニオブ酸リチウムの結晶からなる。
【００２１】
図３（ａ）は、光変調器２４の出力光波形を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す光パルスを光強度変調器３０で光強度変調した結果の光パルス波形を示す。参考のため、光変調器２４の出力光に対し、光位相変調器３４のみを駆動した場合の光パルス波形を図３（ｃ）に示す。図３（ｄ）は、図３（ａ）に示す光パルスを光強度変調器３０で光強度変調し、更に、位相変調器３４で位相変調した結果の光パルス波形を示す。図３（ｅ）は、図３（ａ）に示す光パルスを光強度変調器３０で光強度変調し、位相変調器３４で位相変調し、更に、偏波変調器３８で偏波スクランブルした結果の光パルス波形を示す。
【００２２】
なお、図３（ａ）〜（ｅ）に示す光パルス波形は、実際には、光強度変調器３０、光位相変調器３４及び偏波変調器３８のうちの指定の変調器を非駆動状態においたときに偏波変調器３８から出力される光パルス波形を測定した。
【００２３】
光デュオバイナリ信号は図２（ｆ）に示すように既に位相変調されているが、光位相変調器３４により信号光の全体に更に位相変調をかけることで、長距離伝送の場合にも信号スペクトル線幅の拡がりを抑制できる。これを周回実験で確認した。同じ信号帯域であれば、ＮＲＺ信号に比べて波長多重数を増すことができることになる。また、光強度変調器３０による光強度変調により、ノイズに強くなり、伝送距離を延ばすことができる。
【００２４】
伝送特性を周回伝送実験により評価したところ、通常のＮＲＺ波形の伝送特性と同様の良好な値を得られた。例えば、１０Ｇｂｉｔ／ｓ程度の伝送レートに対し、光デュオバイナリ信号のみでは３，０００ｋｍ程度の伝送距離であったものが、光強度変調（光強度変調器３０）により６，０００〜６，８００ｋｍの伝送距離になり、更に光位相変調（光位相変調器３４）及び偏波スクランブラ（偏波変調器３８）を加えることで、９，０００ｋｍ伝送後で１５．９ｄＢのＱ値が得られた。ちなみに、偏波変調器３８を省略した場合のＱ値は、１５．５ｄＢであり、偏波変調器３８による偏波スクランブルで０．４ｄＢ改善されていることになる。
【００２５】
上記実施例では、光強度変調器３０の後段に光位相変調器３４を配置したが、これとは逆に、光位相変調器の後段に光強度変調器を配置しても良い。各変調器２４，３０，３４，３８に同じ組成の変調素子を使用することにより、特性の調節が容易になり、一体化もしやすくなる。
【００２６】
受信装置は、従来のＲＺ信号に対応する受信装置と同じ構成でよい。
【００２７】
以上をまとめると、本実施例では、時間波形が伝送に従っても劣化しにくくなるので、伝送距離を長くすることができる。追加的位相変調によりスペクトル線幅の拡がりを抑制できるので、波長分割多重伝送方式での波長多重間隔を狭くすることができ、同じ波長帯でも波長多重数を増やすことができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、信号スペクトル線幅の拡がりを抑制できるので、波長分割多重伝送方式での波長多重数を増すことができ、伝送容量の拡大に寄与できる。また、伝送距離を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】本実施例で光デュオバイナリ信号を発生するまでのタイミング・チャートである。
【図３】本実施例の光強度変調、位相変調及び偏波変調の効果を示す実測光パルス波形例である。
【符号の説明】
１０：データ発生回路
１２ａ，１２ｂ：ローパス・フィルタ（ＬＰＦ）
１４ａ，１４ｂ：振幅調整回路
１６ａ，１６ｂ：アンプ
２０ａ，２０ｂ：電圧調整回路
２２ａ，２２ｂ：遅延回路
２４：二電極型光変調器
３０：光強度変調器
３２：駆動回路
３２ａ：振幅調整回路
３２ｂ：アンプ
３２ｃ：電圧調整回路
３２ｄ：遅延回路
３４：光位相変調器
３６：駆動回路
３６ａ：振幅調整回路
３６ｂ：アンプ
３６ｃ：電圧調整回路
３６ｄ：遅延回路
３８：偏波変調器
４０：駆動回路
４０ａ：振幅調整回路
４０ｂ：アンプ
４０ｃ：電圧調整回路
４０ｄ：遅延回路
【図１】
0003577931.tif 000002
【図２】
0003577931.tif 000003
【図３】
0003577931.tif 000004