(57)【要約】【課題】  アイダイアグラムのスペースレベルでのリップルを除去し、受信感度を向上させることができるＲＺ−ＡＭＩ光送信機及びこれを利用したＲＺ−ＡＭＩ光信号の生成方法を提供する。【解決手段】  入力された第１のデータによって強度変調された光を出力するための光源と、入力された第１のデータと同一のデータである第２のデータを前符号化して出力するための前符号化器と、前符号化された第２のデータによって強度変調された光を位相変調して出力するためのマッハツェンダ変調器とを含む。【選択図】  図３
2006148900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された第１のデータによって強度変調された光を出力するための光源と、
入力された前記第１のデータと同一のデータである第２のデータを前符号化して出力するための前符号化器と、
前記前符号化された第２のデータによって前記強度変調された光を位相変調して出力するためのマッハツェンダ変調器と、を有し、
前記マッハツェンダ変調器から出力されたＲＺ−ＡＭＩ光信号は、‘１’ビットごとに位相が反転するＲＺ光信号であること
を特徴とするＲＺ−ＡＭＩ光送信機。
【請求項２】
前記第１及び第２のデータは、同一の波形を有するＮＲＺ(ｎｏｎ−ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ｚｅｒｏ)バイナリ信号であることを特徴とする請求項１に記載のＲＺ−ＡＭＩ光送信機。
【請求項３】
前記光源は、電界吸収型変調レーザーであることを特徴とする請求項１に記載のＲＺ−ＡＭＩ光送信機。
【請求項４】
前記前符号化器は、１ビット遅延素子と排他的否定論理和素子とで構成されることを特徴とする請求項１に記載のＲＺ−ＡＭＩ光送信機。
【請求項５】
前記マッハツェンダ変調器のバイアス位置は、伝達曲線で最小値に相当するゼロポイントに位置することを特徴とする請求項１に記載のＲＺ−ＡＭＩ光送信機。
【請求項６】
前記電界吸収型変調レーザーに、−２Ｖ以上の逆方向バイアスを印加することを特徴とする請求項１に記載のＲＺ−ＡＭＩ光送信機。
【請求項７】
第１のデータによって強度変調されたＮＲＺ光信号を生成する過程と、
前記第１のデータと同一のデータである第２のデータを前符号化する過程と、
前記前符号化された第２のデータによって前記強度変調されたＮＲＺ光信号を位相変調することにより、‘１’ビットごとに位相が反転されるＲＺ光信号を生成する過程と、を有すること
を特徴とするＲＺ−ＡＭＩ光信号の生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信機に関し、特に、マッハツェンダ変調器(Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ)を使用してＲＺ−ＡＭＩ(ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ｚｅｒｏａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ−ｍａｒｋ−ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ)光信号を生成するための光送信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＺ光信号は、その強度に情報を載せており、‘１’ビットを示すときに光信号のエネルギーが‘０’エネルギーから‘１’のエネルギーに移動して、さらに‘０’エネルギーに戻る特徴を有している。このような特徴のために、ＲＺ光信号は、パルス幅が狭くなり、２０Ｇｂｐｓ以上のデータ速度を有する光伝送システムに適用する場合には、光信号の伝送媒体である光ファイバーの非線形性(ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ)に対して強くなる。
【０００３】
ＲＺ−ＡＭＩ変調方式は、光信号の強度はＲＺ光信号の強度と同一であるが、‘１’ビットごとに光信号の位相が反転するという特徴を有している。したがって、ＲＺ−ＡＭＩ光信号は、ＲＺ変調方式が有する長所をそのまま維持するとともに、光信号のスペクトラム幅が狭くて高密度波長分割多重化方式(ｄｅｎｓｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ)の光伝送システムの周波数効率を向上させることにおいて有利であり、光ファイバーの分散(ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ)に強いという特徴を有している。また、ＲＺ−ＡＭＩ光信号は、‘１’ビットごとに位相が反転するので、搬送波周波数成分が抑制されて、ブリュアン非線形効果にも強い。
【０００４】
図１は、従来のＲＺ−ＡＭＩ光送信機を示すブロック図である。
【０００５】
図１に示したように、従来のＲＺ−ＡＭＩ光送信機１００は、前符号化器(ｐｒｅｃｏｄｅｒ)１１０と、ローパスフィルター(ＬＰＦ：ｌｏｗ  ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ)１２０と、連続発振レーザーダイオード(ＣＷ−ＬＤ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｗａｖｅ  ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ)１３０と、第１及び第２のマッハツェンダ変調器(ＭＺＭ)１４０、１５０と、を含む。
【０００６】
前符号化器１１０は、入力されたＮＲＺ(ｎｏｎ  ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ｚｅｒｏ)信号であるバイナリデータを前符号化して出力し、１ビット遅延素子(Ｔ)１１４と、排他的論理和素子(ＥＸ−ＯＲ：ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲ  ｃｉｒｃｕｉｔ)１１２と、で構成される。
【０００７】
ローパスフィルター１２０は、前符号化されたデータの帯域幅を制限する。ローパスフィルター１２０は、データ速度の１／４に相当する３ｄＢ帯域幅を有し、入力された前符号化されたデータを、帯域幅が制限された３進データ(ｔｅｒｎａｒｙ  ｄａｔａ)に前符号化して出力する。例えば、データの速度が４０Ｇｂｐｓである場合に、ローパスフィルター１２０は、１０ＧＨｚの３ｄＢ帯域幅を有する。
【０００８】
連続発振レーザーダイオード１３０は、ＣＷモードの光を出力する。
【０００９】
第１のマッハツェンダ変調器１４０は、連続発振レーザーダイオード１３０から入力された光を３進データによって変調して生成されたデュオバイナリ光信号(ｄｕｏｂｉｎａｒｙ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｉｇｎａｌ)を出力する。このとき、第１のマッハツェンダ変調器１４０のバイアス(ｂｉａｓ)位置は、伝達曲線(ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｃｕｒｖｅ)の最小値に相当するゼロポイント(ｎｕｌｌ  ｐｏｉｎｔ)に位置させる。
【００１０】
第２のマッハツェンダ変調器１５０は、第１のマッハツェンダ変調器１４０から入力されたデュオバイナリ光信号を、バイナリデータのクロック周波数の半分に相当する周波数を有する正弦波クロック信号によって変調して生成されたＲＺ−ＡＭＩ光信号を出力する。例えば、データの速度が４０Ｇｂｐｓである場合に、正弦波クロック信号は２０ＧＨｚの周波数を有する。このとき、第２のマッハツェンダ変調器１５０のバイアス位置は、伝達特性関数の最小値に相当するゼロポイントに位置させる。ＲＺ−ＡＭＩ光信号は、ＲＺ信号と同様に‘１’ビットを示すことにおいて、光信号のエネルギーが‘０’レベルから‘１’レベルに移動して、さらに‘０’レベルに戻り、‘１’ビットごとに位相が‘０’から‘π’に、または‘π’から‘０’に反転する。
【００１１】
ＲＺ−ＡＭＩ光送信機１００は、第１のマッハツェンダ変調器１４０を利用した一般的なデュオバイナリ光送信機に、ＣＳ−ＲＺ(ｃａｒｒｉｅｒ−ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ  ＲＺ)光信号を生成するために、第２のマッハツェンダ変調器１５０を組み合わせた構成を有するので、ＤＣＳ−ＲＺ(ｄｕｏｂｉｎａｒｙ ｃａｒｒｉｅｒ−ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ  ＲＺ)光送信機とも呼ばれる。
【００１２】
図２は、図１に示されたＲＺ−ＡＭＩ光送信機１００から出力されるＲＺ−ＡＭＩ光信号のアイダイアグラムである。
【００１３】
図２に示したように、アイダイアグラムのスペース(‘０’または‘ロー(ｌｏｗ)’ともいう)レベル上に、リップル２１０を有することが分かり、これはバイナリデータ速度の１／４に該当する３−ｄＢ帯域幅を有するローパスフィルター１２０を使用することが原因であると知られている。このようなリップル２１０は、ＲＺ−ＡＭＩ光信号の受信端での受信感度を悪化させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ローパスフィルターを使用しないことにより、アイダイアグラムのスペースレベルでのリップルを除去することができ、その結果、従来に比べて受信感度を向上させることができるＲＺ−ＡＭＩ光送信機及びこれを利用したＲＺ−ＡＭＩ光信号の生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための本発明の一側面によるＲＺ−ＡＭＩ光送信機は、入力された第１のデータによって強度変調された光を出力するための光源と、入力された前記第１のデータと同一のデータである第２のデータを前符号化して出力するための前符号化器と、前符号化された第２のデータによって強度変調された光を位相変調して出力するためのマッハツェンダ変調器と、を含む。
【００１６】
また、本発明の他の側面によるＲＺ−ＡＭＩ光信号の生成方法は、第１のデータによって強度変調されたＮＲＺ光信号を生成する過程と、第１のデータと同一のデータである第２のデータを前符号化する過程と、前符号化された第２のデータによって強度変調されたＮＲＺ光信号を位相変調することにより、‘１’ビットごとに位相が反転されるＲＺ光信号を生成する過程と、を含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるＲＺ−ＡＭＩ光送信機は、データの直接変調が可能な光源と、ＥＸ−ＮＯＲ及び１ビット遅延素子と、で構成された前符号化器を利用することにより、スペースレベルでのリップルがないＲＺ−ＡＭＩ光信号を出力し、これにより光信号の受信端での受信感度を向上させる利点がある。
【００１８】
また、本発明のＲＺ−ＡＭＩ光信号は、一般的なＲＺ−ＡＭＩ光信号に比べてスペクトラム幅が狭いので、高密度波長分割多重化方式で周波数効率を向上させることに有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な一実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明確にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００２０】
図３は、本発明の好ましい実施形態によるＲＺ−ＡＭＩ光送信機を示すブロック図であり、図４は、図３に示されたＲＺ−ＡＭＩ光送信機の処理信号を示すタイミング図である。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態によるＲＺ−ＡＭＩ光送信機３００は、データの直接変調が可能な光源として機能する電界吸収型変調レーザー(ＥＭＬ：ｅｌｅｃｔｒｏ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  ｌａｓｅｒ)３１０と、前符号化器３２０と、マッハツェンダ変調器(ＭＺＭ)３３０と、を含む。
【００２２】
電界吸収型変調レーザー３１０は、入力されたＮＲＺバイナリ信号である第１のデータ(Ｓ１)によって強度変調された光信号(Ｓ３)を出力する。図４に示したように、強度変調された光信号(Ｓ３)は、強度のみ変化して、位相の変化はない。電界吸収型変調レーザー３１０は、レーザーダイオードと変調器が単一のチップ上に集積した素子として大量生産が可能であり、サイズも小さいだけではなく価格競争力も優秀である。
【００２３】
図５は、電界吸収型変調レーザー３１０から出力された強度変調された光信号のアイダイアグラムである。電界吸収型変調レーザー３１０は、非線形的な伝達曲線(ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｃｕｒｖｅ)を有するので、充分に大きい逆方向バイアス(ｒｅｖｅｒｓｅ  ｂｉａｓ)(好ましくは、−２Ｖ以上)を印加すれば、ゼロ交差点(ｚｅｒｏ  ｃｒｏｓｓｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ)４１０が、スペースレベルとマークレベルとの間の中間レベルより充分に低くなる。
【００２４】
前符号化器３２０は、１ビット遅延素子(Ｔ)３２４と排他的否定論理和素子(ＥＸ−ＮＯＲ)３２２とで構成され、入力された第２のデータ(Ｓ２)を前符号化して出力する。第２のデータ(Ｓ２)は、第１のデータ(Ｓ１)の情報と同一の情報(すなわち、同一のビット)であり、本発明の実施形態において、第２のデータ(Ｓ２)は、第１のデータ(Ｓ１)と同一の波形を有する。前符号化器３２０は、一般的な前符号化器に排他的論理和素子を排他的否定論理和素子３２２に代替した構成を有する。通常の排他的論理和素子は、第１及び第２の入力信号が両方とも‘１’ビットや‘０’ビットである場合に、‘０’ビットを出力し、他の場合には‘１’ビットを出力する(これを“排他的論理和演算"という)。排他的否定論理和素子３２２は、第２のデータ（Ｓ２）を第１の入力信号とし、その１ビット遅延されたフィードバック信号を第２の入力信号とし、第１及び第２の入力信号が両方とも‘１’ビットや‘０’ビットである場合には、‘１’ビットを出力し、他の場合には‘０’ビットを出力する(これを“排他的否定論理和演算"という)。
【００２５】
マッハツェンダ変調器３３０は、電界吸収型変調レーザー３１０から入力された強度変調(ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ)された光信号(Ｓ３)を、前符号化器３２０から入力された前符号化された第２のデータ(Ｓ４)によって位相変調(ｐｈａｓｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ)して生成されたＲＺ−ＡＭＩ光信号(Ｓ５)を出力する。このとき、マッハツェンダ変調器３３０のバイアス位置は、伝達曲線で最小値に該当するゼロポイントに位置させることが好ましい。ＲＺ−ＡＭＩ光信号(Ｓ５)は、ＲＺ信号と同様に‘１’ビットを示すことにおいて、光信号のエネルギーが‘０’レベルから‘１’レベルに移動して、さらに‘０’レベルに戻り、‘１’ビットごとに位相が‘０’から‘π’に、または‘π’から‘０’に反転する。マッハツェンダ変調器３３０としては、デュアルアーム(ｄｕａｌ−ａｒｍ)を有するＬｉＮｂＯ３変調器を使用することができる。
【００２６】
図６は、図３に示されたＲＺ−ＡＭＩ光送信機３００から出力されるＲＺ−ＡＭＩ光信号(Ｓ５)のアイダイアグラムである。図６に示したように、アイダイアグラムのスペースレベル上にリップルが存在しないことが分かる。
【００２７】
図７は、図３に示されたＲＺ−ＡＭＩ光送信機３００から出力されるＲＺ−ＡＭＩ光信号(Ｓ５)のスペクトラムと一般的なＲＺ−ＡＭＩ光信号のスペクトラムとを比較した例を示す図である。図７に示したように、本発明の実施形態によるＲＺ−ＡＭＩ光信号は、一般的なＲＺ−ＡＭＩ光信号に比べてスペクトラム幅が一層狭いことが分かる。
【００２８】
上述のように、本発明の実施形態によるＲＺ−ＡＭＩ光送信機は、データの直接変調が可能な光源とＥＸ−ＮＯＲ及び１ビット遅延素子で構成された前符号化器を利用することにより、スペースレベルでのリップルがないＲＺ−ＡＭＩ光信号を出力し、これにより光信号の受信端での受信感度を向上させる利点がある。また、本発明の実施形態のＲＺ−ＡＭＩ光信号は、一般的なＲＺ−ＡＭＩ光信号に比べてスペクトラム幅が狭いので、高密度波長分割多重化方式で周波数効率を向上させることに有利である。
【００２９】
以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明したが、本発明の範囲は前述の実施形態によって限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で様々な変形が可能なことは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のＲＺ−ＡＭＩ光送信機を示すブロック図である。
【図２】従来のＲＺ−ＡＭＩ光送信機から出力されるＲＺ−ＡＭＩ光信号のアイダイアグラムである。
【図３】本発明の好ましい実施形態によるＲＺ−ＡＭＩ光送信機を示すブロック図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態によるＲＺ−ＡＭＩ光送信機の処理信号を示すブロック図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態による電界吸収型変調レーザーから出力された強度変調された光信号のアイダイアグラムである。
【図６】本発明の好ましい実施形態によるＲＺ−ＡＭＩ光送信機から出力されるＲＺ−ＡＭＩ光信号のアイダイアグラムである。
【図７】本発明の好ましい実施形態によるＲＺ−ＡＭＩ光送信機から出力されるＲＺ−ＡＭＩ光信号のスペクトラムと一般的なＲＺ−ＡＭＩ光信号のスペクトラムとを比較した例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
３００：ＲＺ−ＡＭＩ光送信機
３１０：電界吸収型変調レーザー
３２０：前符号化器
３２２：排他的否定論理和素子
３２４：１ビット遅延素子
３３０：マッハツェンダ変調器
【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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