(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号を合波する第１合波器と、
合波された複数チャネルの直接変調光信号を所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成するサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号をチャネル毎に分波する分波器と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成する複数のプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波する複数の第２合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する複数の非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
【請求項２】
複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成する複数のサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光とチャネル毎に逐次合波する複数の合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して次段の合波器に供給する、もしくは送信する複数の非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
【請求項３】
複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成する複数のサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光と合波する合波器と、
合波された前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号と前記単一チャネルのプローブ光を光相互変調して送信する非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
【請求項４】
複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
所定周波数間隔のビート光を生成するビート光源と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号それぞれを前記ビート光源からのビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成する複数のサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波する複数の合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する複数の非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の光信号送信装置において、
前記サブキャリア変換部は、
前記所定周波数間隔のビート光を生成するビート光源と、
供給される直接変調光信号又は合波された直接変調光信号を前記ビート光と合波するビート光合波器と、
前記ビート光合波器で合波された前記直接変調光信号又は合波された直接変調光信号と前記ビート光を光相互変調して光サブキャリア変調信号とする非線形光学媒質と、
前記光サブキャリア変調信号から０次及び１次の変調成分を抽出する光フィルタと、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の光信号送信装置において、
前記サブキャリア変換部は、
前記所定周波数間隔を発振周波数とする電気信号を生成する発振器と、
供給される直接変調光信号又は合波された直接変調光信号を前記電気信号で変調して光サブキャリア変調信号とする電気−光変調器と、
前記光サブキャリア変調信号から０次及び１次の変調成分を抽出する光フィルタと、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
【請求項７】
複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号を合波し、
合波された複数チャネルの直接変調光信号を所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号をチャネル毎に分波し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波し、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
【請求項８】
複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光とチャネル毎に逐次合波し、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して次段の合波器に供給する、もしくは送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
【請求項９】
複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光と合波し、
合波された前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号と前記単一チャネルのプローブ光を光相互変調して送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
【請求項１０】
複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
所定周波数間隔のビート光を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号それぞれを前記ビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波し、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号送信装置及び光信号送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光信号送信技術として、レーザダイオードを電気信号により駆動して光信号を生成する直接変調技術がある。レーザダイオードの直接変調は簡易な構成で光信号を生成することが可能であるため光通信システムの低コスト化に有利であり、短距離光伝送システムに用いられている。しかしながら、伝送距離の延伸が困難である。このため、長距離光伝送システムにおいては外部変調器を用いることで、より高品質な光信号を生成しているが、構成要素が複雑かつ高価であり、低コスト化の妨げとなっている。
【０００３】
ところで、発振器からのキャリア信号を乗算器でデータ信号Ｂによって変調し、光変調器においてデータ信号Ｂで変調されたキャリア信号により変調した制御光ＥＣｔを出力する。合波器はＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光である搬送光ＥＳと、光変調器の制御光ＥＣｔとを合波し、非線形光学媒質は制御光ＥＣｔに基づいて搬送光ＥＳを相互位相変調する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１５６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーザダイオードの直接変調においては、駆動する電気信号の強度に応じて発振光周波数が変化する周波数チャープが生じる。そのため、直接変調された光信号は伝送路中で波形劣化し、伝送距離が制限されるという問題があった。
【０００６】
上記の波形劣化を低減するために、駆動電気信号にプリエンファシスを加えたり、受信電気信号を信号処理したりすることで伝送距離の延伸が図られているが、消費電力が高くなるという問題がある。
【０００７】
また、外部変調器による光信号は長距離伝送が可能であるが、直接変調に比べて高い駆動電圧振幅が必要である。また、外部変調器の挿入損失が大きいため、電気及び光の増幅器を付加する必要があり、コストアップが生じるという問題があった。
【０００８】
開示の光信号送信装置は、多数の直接変調光信号から一括で周波数チャープを持たない多数の光信号を生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示の一実施形態による光信号送信装置は、複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号を合波する第１合波器と、
合波された複数チャネルの直接変調光信号を所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成するサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号をチャネル毎に分波する分波器と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成する複数のプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波する複数の第２合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する複数の非線形光学媒質と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本実施形態によれば、多数の直接変調光信号から一括で周波数チャープを持たない多数の光信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】光信号送信装置の概要を説明するための構成図である。
【図２】光信号送信装置の第１実施形態の構成図である。
【図３】光サブキャリア変換部の第１実施形態の構成図である。
【図４】光サブキャリア変換部の第２実施形態の構成図である。
【図５】光信号送信装置の第２実施形態の構成図である。
【図６】光信号送信装置の第３実施形態の構成図である。
【図７】光信号送信装置の第４実施形態の構成図である。
【図８】周波数揺らぎ抑圧装置の一実施形態の構成図である。
【図９】周波数揺らぎ抑圧システムの一実施形態の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて実施形態を説明する。
【００１３】
＜概要＞
図１は光信号送信装置の概要を説明するための構成図を示す。図１において、レーザダイオード（ＬＤ）１１が出力する直接変調光信号ＥＳは（１）式のように表わすことができる。
【００１４】
ＥＳ（ｔ）＝Ｂ（ｔ）ｅｘｐ［ｊ（ωＳ＋Δω｛Ｂ（ｔ）｝）ｔ］  …（１）
ここで、Ｂ（ｔ）は変調電気信号、ωＳは初期発振光周波数、Δωは周波数チャープである。この直接変調光信号ＥＳの光電力はＰＳ＝｜ＥＳ｜２は（２）式で表される。
【００１５】
ＰＳ＝    Ｂ（ｔ）２      …（２）
（２）式から伝送しない場合には周波数チャープによる信号の劣化はない。しかしながら、この直接変調光信号ＥＳは、波長分散を有する伝送路を伝送すると変調光信号の強度に応じて受ける波長分散により大きく波形劣化する。
【００１６】
ここで、直接変調光信号ＥＳにより、プローブ光を光相互強度変調することで、プローブ光は周波数チャープのない光信号となる。しかし、高い変調度の光相互強度変調は高い光電力を必要とするため、光増幅器を付加する必要があり、低コスト化の妨げとなる。
【００１７】
そこで、低い光電力での光信号の変調が可能な光サブキャリア変調信号を用いた光相互位相変調（ＸＰＭ：Ｃｒｏｓｓ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いる。直接変調光信号ＥＳをサブキャリア変換部１２においてビート光源１３から供給される周波数間隔ωのビート光Ｅｂで変調する。これにより、（３）式で表される光サブキャリア変調信号ＥＳ'を得る。
【００１８】
ＥＳ'（ｔ）＝Ｓ０Ｂ（ｔ）ｅｘｐ［ｊ（ωＳ＋Δω｛Ｂ（ｔ）｝）ｔ］
＋Ｓ１Ｂ（ｔ）ｅｘｐ［ｊ（ωＳ＋ω＋Δω｛Ｂ（ｔ）｝）ｔ］  …（３）
ここで、Ｓ０，Ｓ１は０次と１次の光サブキャリアの強度である。この光サブキャリア変調信号ＥＳ'の光電力ＰＳ'＝｜ＥＳ'｜２は（４）式で表される。
【００１９】
ＰＳ'（ｔ）＝Ｂ（ｔ）２［Ｓ０２＋Ｓ１２＋２Ｓ０Ｓ１ｃｏｓ（ωｔ）］  …（４）
光電力では（４）式から明らかなように、周波数チャープ成分Δω［Ｂ（ｔ）］が除去されている。この光サブキャリア変調信号ＥＳ'を合波器１４に供給し、ＣＷ光源１５から供給される光周波数ω０のＣＷ光であるプローブ光Ｅ０と合波して、非線形光学物質１６を通過し相互位相変調を行うことで、非線形光学物質１６からの出力光信号は（５）式で表されるようになる。
【００２０】
Ｅ０'（ｔ）＝Ｅ０ｅｘｐ［ｊω０ｔ＋ｊｍｃｏｓ（ωｔ）］
＝Ｅ０Ｊ０（ｍ）ｅｘｐ（ｊω０ｔ）
＋Ｅ０Ｊ１（ｍ）ｅｘｐ［ｊ（ω０＋ω）ｔ］
−Ｅ０Ｊ１（ｍ）ｅｘｐ［ｊ（ω０−ω）ｔ］      …（５）
ただし、ｍ＝２ηＢ（ｔ）２Ｓ０Ｓ１（ｔ）
ここで、Ｊ０，Ｊ１は０次と１次の第一種ベッセル関数である。また、ηは変調効率である。ｍは十分小さいとして、２次以降の項は無視する。この出力光信号の１次成分つまり（５）式右辺の第２項、第３項それぞれは変調信号成分Ｂ（ｔ）を持ち、周波数チャープ成分は持たない。
【００２１】
ところで、変調電気信号Ｂ（ｔ）と周波数ωの電気信号を乗算した電気信号によりレーザダイオード１１を駆動する構成として、サブキャリア変換部１２を削除することも可能である。
【００２２】
＜光信号送信装置の第１実施形態＞
ところで、図１においてはサブキャリア変換部１２を新たに付加する必要があり、単一の直接変調光信号に対して上記サブキャリア変換の操作を行う構成では冗長となる。しかし、複数の直接変調光信号を一括してサブキャリア変換することが可能であり、多数の直接変調光信号から一括で周波数チャープを持たない多数の光信号を生成することが可能である。
【００２３】
図２は光信号送信装置の第１実施形態の構成図を示す。図２において、光信号送信装置は、直接変調光信号源としてのＮ個のレーザダイオード２１１〜２１Ｎと、合波器２２と、光サブキャリア変換部２３と、ビート光源２４と、波長分波器２５と、Ｎ個のＣＷ光源２６１〜２６Ｎと、Ｎ個の合波器２７１〜２７Ｎと、Ｎ個の非線形光学媒質２８１〜２８Ｎを有している。
【００２４】
Ｎ個のレーザダイオード２１１〜２１Ｎそれぞれは例えばデジタルデータであるＮチャネルの変調電気信号Ｂ１〜ＢＮを供給されて、それぞれ異なる発振光周波数ωＳｉ（ｉは１〜Ｎの整数）のＮチャネルの直接変調光信号ＥＳｉを出力する。これらＮチャネルの直接変調光信号ＥＳｉは合波器２２に供給されて合波される。
【００２５】
合波された直接変調光信号ΣＥＳｉは光サブキャリア変換部２３に供給されてビート光源２４から供給される周波数間隔ωのビート光Ｅｂで変調され、サブキャリア周波数ωのＮチャネルの光サブキャリア変調信号ΣＥＳｉ'が一括で生成される。Ｎチャネルの光サブキャリア変調信号ΣＥＳｉ'は波長分波器２５によりチャネル毎に分波してＮチャネルの光サブキャリア変調信号ＥＳｉ'（＝ＥＳ１'〜ＥＳＮ'）が得られる。Ｎチャネルの光サブキャリア変調信号ＥＳｉ'は合波器２７１〜２７Ｎに供給される。
【００２６】
合波器２７１〜２７ＮにはＣＷ光源２６１〜２６Ｎから直接変調光信号ＥＳｉとは異なる光周波数ω０１〜ω０ＮのＮチャネルのプローブ光Ｅ０ｉ（＝Ｅ０１〜Ｅ０Ｎ）それぞれが供給されており、合波器２７１〜２７Ｎそれぞれは光サブキャリア変調信号ＥＳｉ'とプローブ光Ｅ０ｉとを合波して非線形光学媒質２８１〜２８Ｎに供給する。非線形光学媒質２８１〜２８Ｎそれぞれは光サブキャリア変調信号ＥＳｉ'とプローブ光Ｅ０ｉを相互位相変調することで、Ｎチャネルの周波数チャープのない光信号Ｅ０ｉ'を生成する。Ｎチャネルの周波数チャープのない光信号Ｅ０ｉ'はそれぞれ異なる伝送路へ送信される。
【００２７】
この他に、Ｎチャネルの周波数チャープのない光信号Ｅ０ｉ'を合波しＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号として一つの伝送路へ送信しても良い。
【００２８】
なお、レーザダイオード２１１〜２１Ｎそれぞれは、電気信号による直接変調で駆動するものであり、単一モード発振である必要はなく、多モード発振するファブリ・ペローレーザ、ＬＥＤなどでもよい。
【００２９】
なお、光サブキャリア変換部２３から出力される光サブキャリア変調信号ＥＳｉ'をプローブ光Ｅ０ｉと同一の偏波となるように制御してプローブ光Ｅ０ｉに合波するようにしてもよい。例えば、光サブキャリア変換部２３と合波器２７１〜２７Ｎとの間、又はＣＷ光源２６１〜２６Ｎと合波器２７１〜２７Ｎの間に、偏光制御器を設けるようにしてもよい。これにより、非線形光学媒質において、高効率な光相互変調を得ることができる。
【００３０】
＜光サブキャリア変換部の第１実施形態＞
図３は光サブキャリア変換部２３の第１実施形態の構成図を示す。図３において、光サブキャリア変換部２３は合波器３１と、非線形光学媒質３２と、光フィルタ（又は分散媒質）３３を有している。
【００３１】
直接変調光信号ΣＥＳｉに含まれる周波数ωＳの直接変調光信号ＥＳを例にとって説明する。合波器３１は直接変調光信号ＥＳをビート光源２４からのビート光Ｅｂと合波する。ビート光Ｅｂは直接変調光信号ＥＳとは異なる光周波数であり、かつ、周波数間隔ωの２つ以上の光信号である。合波器３１の出力する光信号は非線形光学媒質３２を通されることにより、直接変調光信号ＥＳがビート光Ｅｂによって相互変調される。相互位相変調された光サブキャリア変調信号ＥＳ'を光フィルタ３３に通して０次の変調成分ωＳと１次の変調成分ωＳ＋ωを抽出し、強度変調された光サブキャリア変調信号として出力する。
【００３２】
ここで、ビート光源２４は周波数間隔ωの２つのＣＷ光源の出力光を合波器により合波してビート光Ｅｂを生成する。この他にも、ビート光源２４は周波数間隔ωの光コム光源であっても良い。更に、１つのＣＷ光源の出力を周波数ωで電気−光強度変調器により電気−光強度変調したものであっても良い。
【００３３】
非線形光学媒質３２による光相互変調としては、相互位相変調による光位相変調、又は光相互利得変調、光パラメトリック増幅効果、光カー効果を利用したスイッチによる光強度変調などを用いることができる。非線形光学媒質としては、例えば、光ファイバ、周期分極反転ニオブ酸リチウム、半導体光増幅器、シリコン細線導波路等の高屈折率差光導波路を用いることができる。非線形光学媒質２８１〜２８Ｎについても非線形光学媒質３２と同様である。
【００３４】
なお、光フィルタ３３の代りに分散媒質を透過することで、強度変調された光サブキャリア変調信号を得ることも可能である。分散媒質は、サブキャリア変調信号成分の両側波帯に対して異なる群遅延を与える波長分散媒質であり、光ファイバ、ＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ  Ｉｍａｇｅｄ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙ），ＦＢＧ（Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）などである。また、分散媒質は、入力信号光の２つの異なる偏波成分に対してそれぞれ異なる群遅延を与える複屈折媒質であり、偏波保持ファイバ、光電界分布の円周方向に対して均一でない構造を持つ光導波路、複屈折光学結晶、又は、非線形光学媒質による光カー効果を用いた複屈折媒質である。また、分散媒質は、入力信号光を複数の異なる伝搬モードに変換し、それぞれの伝搬モードに対して異なる群遅延を与える多モード導波路であり、マルチモードファイバ、ＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）や高屈折率差導波路等の多モード光導波路などである。また、分散媒質は、入力信号光を２つの経路に分け、それぞれの経路で異なる光遅延時間を与える干渉計であり、マッハ−ツェンダ干渉計、非線形ループミラーなどである。
【００３５】
＜光サブキャリア変換部の第２実施形態＞
図４は光サブキャリア変換部２３の第２実施形態の構成図を示す。図４において、光サブキャリア変換部２３は電気−光変調器３４と、発振器３５と、光フィルタ（又は分散媒質）３６を有している。
【００３６】
直接変調光信号ΣＥＳｉに含まれる周波数ωＳの直接変調光信号ＥＳを例にとって説明する。直接変調光信号ＥＳは電気−光変調器３４に供給される。電気−光変調器３４は発振器３５から供給される発信周波数ωの電気信号を用いて直接変調光信号ＥＳを位相変調して光サブキャリア変調信号とする。位相変調された光サブキャリア変調信号を光フィルタ３６に通して０次の変調成分ωＳと１次の変調成分ωＳ＋ωを抽出し、強度変調された光サブキャリア変調信号に変換する。なお、光フィルタ３６の代りに分散媒質を用いて位相変調された光サブキャリア変調信号を強度変調された光サブキャリア変調信号に変換することも可能である。
【００３７】
電気−光変調器３４は発振器３５から供給される周波数ωの電気信号を用いて直接変調光信号ＥＳを強度変調して光サブキャリア変調信号とする構成であっても良い。電気−光変調器３４としては、ニオブ酸リチウム電気−光強度変調器、ニオブ酸リチウム電気−光位相変調器、半導体電気−光強度変調器、又は電気−光位相変調器、又は電界吸収（ＥＡ）変調器などを用いることができる。
【００３８】
＜光信号送信装置の第２実施形態＞
図５は光信号送信装置の第２実施形態の構成図を示す。図５において、光信号送信装置は、直接変調光信号源としてのＮ個のレーザダイオード４１１〜４１Ｎと、Ｎ個の光サブキャリア変換部４２１〜４２Ｎと、Ｎ個のビート光源４３１〜４３Ｎと、ＣＷ光源４４と、Ｎ個の合波器４５１〜４５Ｎと、Ｎ個の非線形光学媒質４６１〜４６Ｎを有している。
【００３９】
Ｎ個のレーザダイオード４１１〜４１Ｎそれぞれは電気信号Ｂ１〜ＢＮを供給されて、発振光周波数ωＳｉ（ｉは１〜Ｎの整数）のＮチャネルの直接変調光信号ＥＳｉを出力する。直接変調光信号ＥＳｉは光サブキャリア変換部４２１〜４２Ｎに供給されてビート光源４２１〜４２Ｎから供給されるそれぞれ異なる周波数間隔ω１〜ωＮのビート光Ｅｂ１〜ＥｂＮで変調される。これにより、Ｎチャネルの光サブキャリア変調信号ＥＳ１'〜ＥＳＮ'が生成され、合波器４５１〜４５Ｎそれぞれに供給される。光サブキャリア変換部４２１〜４２Ｎは光サブキャリア変換部２３と同様に図３又は図４に示す構成である。
【００４０】
合波器４５１にはＣＷ光源４４から直接変調光信号ＥＳｉとは異なる単一チャネルの光周波数ω０のプローブ光Ｅ０が供給されており、合波器４５１は光サブキャリア変調信号ＥＳ１'とプローブ光Ｅ０とを合波して非線形光学媒質４６１に供給する。非線形光学媒質４６１は光サブキャリア変調信号ＥＳ１'とプローブ光Ｅ０を相互位相変調することで、周波数チャープのない光信号Ｅ０（１）を生成して、次段の合波器４５２に供給する。合波器４５２は光サブキャリア変調信号ＥＳ２'とプローブ光Ｅ０とを合波して非線形光学媒質４６２に供給する。非線形光学媒質４６２は光サブキャリア変調信号ＥＳ２'とプローブ光Ｅ０を相互位相変調することで、周波数チャープのない光信号Ｅ０（２）を生成して、次段の合波器４５３に供給する。同様にして、合波器４５３〜４５Ｎ及び非線形光学媒質４６３〜４６Ｎは周波数チャープのない光信号Ｅ０（３）〜Ｅ０（Ｎ）を生成する。このようにして生成された周波数チャープのない光信号Ｅ０（１）〜Ｅ０（Ｎ）は非線形光学媒質４６Ｎから伝送路へ送信される。
【００４１】
なお、レーザダイオード４１１〜４１Ｎの発振光周波数ωＳｉは、同じ周波数であっても良く、それぞれ異なる周波数でも良い。
【００４２】
＜光信号送信装置の第３実施形態＞
図６は光信号送信装置の第３実施形態の構成図を示す。図６において、光信号送信装置は、直接変調光信号源としてのＮ個のレーザダイオード４１１〜４１Ｎと、光サブキャリア変換部４２１〜４２Ｎと、Ｎ個のビート光源４３１〜４３Ｎと、ＣＷ光源４４と、合波器４５と、非線形光学媒質４６と、合波器４７を有している。
【００４３】
Ｎ個のレーザダイオード４１１〜２１Ｎそれぞれは電気信号Ｂ１〜ＢＮを供給されて、それぞれ異なる発振光周波数ωＳｉ（ｉは１〜Ｎの整数）のＮチャネルの直接変調光信号ＥＳｉを出力する。直接変調光信号ＥＳｉは光サブキャリア変換部４２１〜４２Ｎに供給されてビート光源４２１〜４２Ｎから供給されるそれぞれ異なる周波数間隔ω１〜ωＮのビート光Ｅｂ１〜ＥｂＮで変調される。これにより、Ｎチャネルの光サブキャリア変調信号ＥＳ１'〜ＥＳＮ'が生成される。Ｎチャネルの光サブキャリア変調信号ＥＳ１'〜ＥＳＮ'は合波器４７で合波されて合波器４５に供給される。光サブキャリア変換部４２１〜４２Ｎは光サブキャリア変換部２３と同様に図３又は図４に示す構成である。
【００４４】
合波器４５にはＣＷ光源４４から直接変調光信号ＥＳｉとは異なる光周波数ω０のプローブ光Ｅ０が供給されており、合波器４５は光サブキャリア変調信号ＥＳ１'〜ＥＳＮ'とプローブ光Ｅ０とを合波して非線形光学媒質４６に供給する。なお、合波器４５と合波器４７を一体化し、単一の合波器でＮチャネルの光サブキャリア変調信号ＥＳ１'〜ＥＳＮ'とプローブ光Ｅ０を合波しても良い。
【００４５】
非線形光学媒質４６１は光サブキャリア変調信号ＥＳ１'〜ＥＳＮ'とプローブ光Ｅ０を相互位相変調することで、周波数チャープのない光信号Ｅ０'を生成する。このようにして生成された周波数チャープのない光信号Ｅ０'は非線形光学媒質４６から伝送路へ送信される。
【００４６】
＜光信号送信装置の第４実施形態＞
図７は光信号送信装置の第４実施形態の構成図を示す。図７において、光信号送信装置は、直接変調光信号源としてのＮ個のレーザダイオード４１１〜４１Ｎと、光サブキャリア変換部４２１〜４２Ｎと、ビート光源５１と、スプリッタ５２と、ＣＷ光源５４１〜５４Ｎと、合波器５５１〜５５Ｎと、非線形光学媒質５６１〜５６Ｎを有している。
【００４７】
Ｎ個のレーザダイオード４１１〜４１Ｎそれぞれは電気信号Ｂ１〜ＢＮを供給されて、発振光周波数ωＳｉ（ｉは１〜Ｎの整数）のＮチャネルの直接変調光信号ＥＳｉを出力する。直接変調光信号ＥＳｉは光サブキャリア変換部４２１〜４２Ｎに供給される。光サブキャリア変換部４２１〜４２Ｎにはビート光源５１で発生され、スプリッタ５２でＮ分岐された周波数間隔ωのビート光Ｅｂが供給されている。光サブキャリア変換部４２１〜４２Ｎは直接変調光信号ＥＳｉをビート光Ｅｂで変調して、Ｎチャネルの光サブキャリア変調信号ＥＳ１'〜ＥＳＮ'を生成する。光サブキャリア変調信号ＥＳ１'〜ＥＳＮ'はそれぞれ合波器５５１〜５５Ｎに供給される。光サブキャリア変換部４２１〜４２Ｎは光サブキャリア変換部２３と同様に図３又は図４に示す構成である。
【００４８】
合波器５５１〜５５ＮそれぞれにはＣＷ光源５４１〜５４Ｎから直接変調光信号ＥＳｉとは異なる光周波数ω０１〜ω０Ｎのプローブ光Ｅ０１〜Ｅ０Ｎが供給されている。合波器５５１〜５５Ｎそれぞれは光サブキャリア変調信号ＥＳ１'〜ＥＳＮ'とプローブ光Ｅ０１〜Ｅ０Ｎとを合波して非線形光学媒質５６１〜５６Ｎに供給する。非線形光学媒質５６１〜５６Ｎそれぞれは光サブキャリア変調信号ＥＳ１'〜ＥＳＮ'とプローブ光Ｅ０１〜Ｅ０Ｎを相互位相変調することで、周波数チャープのない光信号Ｅ０１'〜 Ｅ０Ｎ'を生成する。このようにして生成された周波数チャープのない光信号Ｅ０１'〜 Ｅ０Ｎ'は非線形光学媒質５６１〜５６Ｎから伝送路へ送信される。
【００４９】
この他に、Ｎチャネルの周波数チャープのない光信号Ｅ０１'を合波しＷＤＭ信号として一つの伝送路へ送信しても良い。
【００５０】
＜周波数揺らぎ抑圧装置＞
図８は周波数揺らぎ抑圧装置の一実施形態の構成図を示す。この周波数揺らぎ抑圧装置は伝送路中に挿入したり、光受信装置の前段に置いたりすることにより、伝送路中で光信号へ付加された周波数揺らぎを抑圧する。
【００５１】
図８において、周波数揺らぎ抑圧装置は分波器６１と、光ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  ｌｏｃｋｅｄ  ｌｏｏｐ）６２と、光周波数シフタ６３と、合波器６４と、ＣＷ光源６５と、合波器６６と、非線形光学媒質６７を有している。
【００５２】
伝送路から供給される周波数揺らぎδωを含む周波数ωＳの光信号を分波器６１で分波し、一方の光信号を光ＰＬＬ６２に供給し、他方の光信号を合波器６４に供給する。光ＰＬＬ６２は一方の光信号に光位相同期した周波数ωＳのＣＷ光を生成する。このＣＷ光は周波数揺らぎδωを含んでいる。このＣＷ光は光周波数シフタ６３に供給され、周波数ωだけシフトされ、周波数ωＳ＋ωのＣＷ光とされて合波器６４に供給される。合波器６４は伝送路から供給された周波数ωＳの光信号と周波数ωＳ＋ωのＣＷ光を合波して、位相同期した光サブキャリア変調信号を生成し合波器６６に供給する。
【００５３】
合波器６６にはＣＷ光源６５から伝送路から供給される周波数ωＳの光信号とは異なる光周波数ω０のプローブ光Ｅ０が供給されており、合波器６６は光サブキャリア変調信号とプローブ光Ｅ０とを合波して非線形光学媒質６７に供給する。なお、合波器６４と合波器６６を一体化しても良い。
【００５４】
非線形光学媒質６７は光サブキャリア変調信号とプローブ光Ｅ０を相互位相変調することで、周波数揺らぎδωを抑圧した光信号Ｅ０'を生成して出力する。なお、周波数揺らぎδωを抑圧した光信号Ｅ０'を元の光信号の波長（２πｃ／ωＳ）に波長変換して出力しても良い。
【００５５】
＜周波数揺らぎ抑圧システム＞
図９は周波数揺らぎ抑圧システムの一実施形態の構成図を示す。この周波数揺らぎ抑圧装置は伝送路で生じた周波数揺らぎを光受信側で抑圧するものである。図８の実施形態では受信側で光ＰＬＬ６２と光周波数シフタ６３と合波器６４を用いて光サブキャリア変調信号を発生しているが、図９の実施形態では送信側で光サブキャリア変調信号を発生している。
【００５６】
図９において、周波数揺らぎ抑圧システムは光送信側の光サブキャリア変調信号発生器７１と、周波数揺らぎを発生する光伝送路７２と、光受信側の合波器７３と、ＣＷ光源７４と、非線形光学媒質７５と、光受信器７６を有している。
【００５７】
光サブキャリア変調信号発生器７１は電気サブキャリア変調信号によるレーザダイオードの直接変調又は外部変調により、光サブキャリア変調信号を発生する。光サブキャリア変調信号とは周波数間隔ωの２つのＣＷ光源の出力の一方又は両方をデータ変調したもの、又は周波数間隔ωの周波数ωＳ１〜ωＳＮのＮチャネルの光信号の全成分又は一部の成分をそれぞれ異なるデータで変調したもの、任意の周波数間隔であるＣＷ光と複数のデータ変調された光信号を合波したものである。
【００５８】
図９では光サブキャリア変調信号発生器７１から周波数ωＳ０の基準光と周波数間隔がωの周波数ωＳ１〜ωＳＮのＮチャネルのデータ変調された光信号を合波した形態の光サブキャリア変調信号を生成するものとする。この光サブキャリア変調信号である送信光信号は光伝送路７２を経由して光受信側の合波器７３に供給される。光伝送路７３を伝送されることで基準光とＮチャネルの光信号それぞれに周波数揺らぎδωが生じる。
【００５９】
合波器７３はこの光サブキャリア変調信号をＣＷ光源７４から供給されるプローブ光Ｅ０と合波する。プローブ光Ｅ０は光サブキャリア変調信号とは異なる光周波数ω０のＣＷ光である。合波器４５は合波した信号を非線形光学媒質７５に供給する。非線形光学媒質７５は光サブキャリア変調信号とプローブ光Ｅ０を相互位相変調することで、周波数揺らぎを抑圧した光信号Ｅ０'を生成して光受信器７６に供給する。なお、周波数揺らぎδωを抑圧した光信号Ｅ０'を再び光伝送路にて伝送しても良い。
（付記１）
複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号を合波する第１合波器と、
合波された複数チャネルの直接変調光信号を所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成するサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号をチャネル毎に分波する分波器と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成する複数のプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波する複数の第２合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する複数の非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
（付記２）
複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成する複数のサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光とチャネル毎に逐次合波する複数の合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して次段の合波器に供給する、もしくは送信する複数の非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
（付記３）
複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成する複数のサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光と合波する合波器と、
合波された前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号と前記単一チャネルのプローブ光を光相互変調して送信する非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
（付記４）
複数チャネルの電気信号で駆動されて複数チャネルの直接変調光信号を生成する複数の直接変調器と、
所定周波数間隔のビート光を生成するビート光源と、
前記複数の直接変調器からの複数チャネルの直接変調光信号それぞれを前記ビート光源からのビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成する複数のサブキャリア変換部と、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波する複数の合波器と、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する複数の非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
（付記５）
付記１乃至４のいずれか１項記載の光信号送信装置において、
前記サブキャリア変換部は、
前記所定周波数間隔のビート光を生成するビート光源と、
供給される直接変調光信号又は合波された直接変調光信号を前記ビート光と合波するビート光合波器と、
前記ビート光合波器で合波された前記直接変調光信号又は合波された直接変調光信号と前記ビート光を光相互変調して光サブキャリア変調信号とする非線形光学媒質と、
前記光サブキャリア変調信号から０次及び１次の変調成分を抽出する光フィルタと、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
（付記６）
付記５記載の光信号送信装置において、
前記光フィルタの代りに分散媒質を用いることを特徴とする光信号送信装置。
（付記７）
付記１乃至４のいずれか１項記載の光信号送信装置において、
前記サブキャリア変換部は、
前記所定周波数間隔を発振周波数とする電気信号を生成する発振器と、
供給される直接変調光信号又は合波された直接変調光信号を前記電気信号で変調して光サブキャリア変調信号とする電気−光変調器と、
前記光サブキャリア変調信号から０次及び１次の変調成分を抽出する光フィルタと、
を有することを特徴とする光信号送信装置。
（付記８）
付記７記載の光信号送信装置において、
前記光フィルタの代りに分散媒質を用いることを特徴とする光信号送信装置。
（付記９）
複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号を合波し、
合波された複数チャネルの直接変調光信号を所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号をチャネル毎に分波し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波し、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
（付記１０）
複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光とチャネル毎に逐次合波し、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して次段の合波器に供給する、もしくは送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
（付記１１）
複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号それぞれを所定周波数間隔のビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる単一チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記単一チャネルのプローブ光と合波し、
合波された前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号と前記単一チャネルのプローブ光を光相互変調して送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
（付記１２）
複数チャネルの電気信号で複数の直接変調器を駆動して複数チャネルの直接変調光信号を生成し、
所定周波数間隔のビート光を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号それぞれを前記ビート光で変調して複数チャネルの光サブキャリア変調信号を生成し、
前記複数チャネルの直接変調光信号とは周波数の異なる複数チャネルのプローブ光を生成し、
前記複数チャネルの光サブキャリア変調信号を前記複数チャネルのプローブ光とチャネル毎に合波し、
チャネル毎に合波された前記光サブキャリア変調信号と前記プローブ光を光相互変調して送信する
ことを特徴とする光信号送信方法。
（付記１３）
周波数揺らぎを含む光信号を２分岐する分波器と、
前記分波器で分岐された一方の光信号に光位相同期した連続波光を生成する光フェーズロックトループと、
前記連続波光の光周波数をシフトする光周波数シフタと、
前記周波数揺らぎを含む光信号とは周波数の異なるプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記分波器で分岐された他方の光信号と前記光周波数シフタからの連続波光とを合波して光サブキャリア変調信号とし、前記光サブキャリア変調信号を前記プローブ光と合波する合波器と、
合波された前記光サブキャリア変調信号と前記単一チャネルのプローブ光を光相互変調して出力する非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする周波数揺らぎ抑圧装置。
（付記１４）
光送信側で基準光とデータ変調された光信号を含む光サブキャリア変調信号を発生して光送信する光サブキャリア変調信号発生器と、
光受信側で前記光サブキャリア変調信号とは周波数の異なるプローブ光を生成するプローブ光源と、
前記光受信側で前記光伝送路から受信した前記光サブキャリア変調信号を前記プローブ光と合波する合波器と、
合波された前記光サブキャリア変調信号と前記単一チャネルのプローブ光を光相互変調して出力する非線形光学媒質と、
を有することを特徴とする周波数揺らぎ抑圧システム。
【符号の説明】
【００６０】
１１，２１１〜２１Ｎ，４１１〜４１Ｎ，  レーザダイオード
１２，２３，４２１〜４２Ｎ，  サブキャリア変換部
１３，２４，４３１〜４３Ｎ，５１，  ビート光源
１４，２２，２７１〜２７Ｎ，３１，４５，４７，５５１〜５５Ｎ，６４，６６，７３  合波器
１５，２６１〜２６Ｎ，４４，５４１〜５４Ｎ，６５，７４  ＣＷ光源
１６，２８１〜２８Ｎ，３２，４６，４６１〜４６Ｎ，５６１〜５６Ｎ，７５  非線形光学物質
２５  波長分波器
３３，３６  光フィルタ（又は波長分散媒質）
３４  電気−光変調器
３５  発振器
５２  スプリッタ
６１  分波器
６２  光ＰＬＬ
６３  光周波数シフタ
７１  光サブキャリア変調信号発生器
７２  光伝送路
７６  光受信器
【図１】
0005870754.tif 000002
【図２】
0005870754.tif 000003
【図３】
0005870754.tif 000004
【図４】
0005870754.tif 000005
【図５】
0005870754.tif 000006
【図６】
0005870754.tif 000007
【図７】
0005870754.tif 000008
【図８】
0005870754.tif 000009
【図９】
0005870754.tif 000010