(57)【要約】【課題】  ＲＺ信号光をＣＳ−ＲＺ信号光に変換する。【解決手段】  ＴＤＭ分離装置１２は、入力信号光Ｓｉｎをそのハーフレートの第１及び第２の信号光Ｓａ，Ｓｂに分離する。光分波器４６は、プローブ光源（４２）からのプローブ光を２分割する。光合波器４８は、光分波器４６からのプローブ光と第１の信号光Ｓａを合波して、位相変調器５６に印加する。光合波器５０は、光分波器４６からのプローブ光と第２の信号光Ｓｂを合波して、位相変調器５８に印加する。光合波器６０は、第１及び第２の位相変調器５６，５８から出力される位相変調されたプローブ光を合波する。【選択図】  図１
2006106468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号光（Ｓｉｎ）をそのハーフレートの第１の信号光（Ｓａ）及び第２の信号光（Ｓｂ）に分離し、
プローブ光源（４２）から出力される連続プローブ光を第１及び第２の分割プローブ光に分割し、
当該第１の信号光（Ｓａ）の光強度に応じて当該第１の分割プローブ光の光位相を第１の位相変調器（５６）により変調し、
当該第２の信号光（Ｓｂ）の光強度に応じて当該第２の分割プローブ光の光位相を第２の位相変調器（５８）により変調し、
光位相を変調された第１及び第２の分割プローブ光を合波することにより出力信号光（Ｓｏｕｔ）を生成し、
当該第１及び第２の位相変調器（５６，５８）が、当該信号光（Ｓａ，Ｓｂ）が入力しない状態で、当該出力信号光の光レベルがスペースレベルになるように設定されていることを特徴とするＣＳ−ＲＺ信号光生成方法。
【請求項２】
更に、当該第１の信号光（Ｓａ）と当該第１の分割プローブ光が同方向で当該第１の位相変調器（５６）に入射し、当該第２の信号光（Ｓｂ）と当該第２の分割プローブ光が同方向で当該第２の位相変調器（５８）に入射することを特徴とする請求項１に記載のＣＳ−ＲＺ信号光生成方法。
【請求項３】
当該第１の信号光（Ｓａ）が、当該入力信号光（Ｓｉｎ）の奇数ビット目の信号光であり、当該第２の信号光（Ｓｂ）が、当該入力信号光（Ｓｉｎ）の偶数ビット目の信号光であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＣＳ−ＲＺ信号光生成方法。
【請求項４】
入力信号光（Ｓｉｎ）をそのハーフレートの第１の信号光（Ｓａ）及び第２の信号光（Ｓｂ）に分離するＴＤＭ分離装置（１２）と、
連続プローブ光を出力するプローブ光源（４２）と、
当該プローブ光源（４２）から出力されるプローブ光を第１及び第２の分割プローブ光に分割する光分波器（４６）と、
当該第１の信号光（Ｓａ）及び当該第１の分割プローブ光が入射し、当該第１の信号光（Ｓａ）の光強度に応じて、当該第１の分割プローブ光の光位相を変調する第１の位相変調器（５６）と、
当該第２の信号光（Ｓｂ）及び当該第２の分割プローブ光が入射し、当該第２の信号光（Ｓｂ）の光強度に応じて、当該第２の分割プローブ光の光位相を変調する第２の位相変調器（５６）と、
当該第１及び第２の位相変調器（５６，５８）から出力される位相変調されたプローブ光を合波する光合波器（６０）
とを具備し、当該第１及び第２の位相変調器（５６，５８）は、当該信号光（Ｓａ，Ｓｂ）が入力しない状態で、当該光合波器（６０）の出力光レベルがスペースレベルになるように設定されていることを特徴とするＣＳ−ＲＺ信号光生成装置。
【請求項５】
更に、
当該第１の信号光（Ｓａ）と当該第１の分割プローブ光を合波して、当該第１の位相変調器（５６）に印加する第２の光合波器（４８）と、
当該第２の信号光（Ｓｂ）と当該第２の分割プローブ光を合波して、当該第２の位相変調器（５８）に印加する第３の光合波器（５０）
とを具備することを特徴とする請求項１に記載のＣＳ−ＲＺ信号光生成装置。
【請求項６】
当該第１の信号光（Ｓａ）が、当該入力信号光（Ｓｉｎ）の奇数ビット目の信号光であり、当該第２の信号光（Ｓｂ）が、当該入力信号光（Ｓｉｎ）の偶数ビット目の信号光であることを特徴とする請求項４又は５に記載のＣＳ−ＲＺ信号光生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＳ−ＲＺ信号光生成方法及び装置に関し、より具体的には、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）又はＮＲＺ（Ｎｏｎ  Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）形式の信号光からキャリア抑圧側ＲＺフォーマットの信号を生成する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）又はＮＲＺ（Ｎｏｎ  Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）形式の信号光からキャリア抑圧ＲＺ（ＣＳ−ＲＺ）フォーマットの信号を生成する場合、入力信号光を一度、電気ＮＲＺ信号に戻す必要があった。そして、ＣＳ−ＲＺ信号光を生成可能な光送信装置を別途、用意し、その光送信装置に、電気ＮＲＺ信号を変調信号として印加する。
【０００３】
なお、ＣＳ−ＲＺ形式の信号光に関して，非特許文献１，２がある。
【非特許文献１】Y.Miyamoto et. al., "320 Gbps (8x40 Gbps) WDM transmission over 367 km zero dispersion flattened line with 120 km repeater spacing using CS-RZ pulse format", technical digest of OAA (Optical Amplifier and their Applications) '99, PDP 4., 1999.
【非特許文献２】S.Choudhary et. al., "Influence of extinction ratio of clock modulator on dispersion tolerance of carrier suppressed return to zero signals", technical digest of LEOS (Lasers and Electro-Optics Society) 2001, the 14th Annual Meeting of the IEEE, vol.2, 12-13, Nov. 2001.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来例では、ＲＺ又はＮＲＺの信号光をＣＳ−ＲＺ形式に変換しようとする場合や、再生中継システムでＣＳ−ＲＺ信号光を再生する場合などに、電気アンプ、論理判定回路及びクロック再生回路等の電気デバイスを必要とする。信号ビットレートが、５０Ｇｂｐｓ以上のように高くなると、そのような高速で動作可能な電気デバイスを入手するのが困難になり、また、動作可能であったとしても、そのような電気デバイスは大電力を消費する。即ち、電気デバイス、特に論理判定回路及びクロック再生回路の動作周波数が、ＣＳ−ＲＺの限界を決定する。
【０００５】
そこで、本発明は、電気信号への変換無しにＲＺ又はＮＲＺ形式の信号光をＣＳ−ＲＺ形式に変換して出力するＣＳ−ＲＺ信号光生成方法及び装置を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るＣＳ−ＲＺ信号光生成方法では、先ず、入力信号光をそのハーフレートの第１の信号光及び第２の信号光に分離する。プローブ光源から出力される連続プローブ光を第１及び第２の分割プローブ光に分割する。当該第１の信号光の光強度に応じて当該第１の分割プローブ光の光位相を第１の位相変調器により変調する。当該第２の信号光の光強度に応じて当該第２の分割プローブ光の光位相を第２の位相変調器により変調する。光位相を変調された第１及び第２の分割プローブ光を合波することにより出力信号光を生成する。そして、当該第１及び第２の位相変調器が、当該信号光が入力しない状態で、当該出力信号光の光レベルがスペースレベルになるように設定されている。
【０００７】
本発明に係るＣＳ−ＲＺ信号光生成装置は、入力信号光をそのハーフレートの第１の信号光（Ｓａ）及び第２の信号光に分離するＴＤＭ分離装置と、連続プローブ光を出力するプローブ光源と、当該プローブ光源から出力されるプローブ光を第１及び第２の分割プローブ光に分割する光分波器と、当該第１の信号光及び当該第１の分割プローブ光が入射し、当該第１の信号光の光強度に応じて、当該第１の分割プローブ光の光位相を変調する第１の位相変調器と、当該第２の信号光及び当該第２の分割プローブ光が入射し、当該第２の信号光の光強度に応じて、当該第２の分割プローブ光の光位相を変調する第２の位相変調器と、当該第１及び第２の位相変調器から出力される位相変調されたプローブ光を合波する光合波器とを具備し、当該第１及び第２の位相変調器は、当該信号光が入力しない状態で、当該光合波器の出力光レベルがスペースレベルになるように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、入力信号光のビットレートと同じ帯域を必要とする高速電気回路が不要となる。ハーフレートで動作する少数の電気回路が必要になるだけであり、消費電力を大幅に低減可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は，本発明の第１実施例の概略構成ブロック図を示す。図２及び図３は、本実施例の波形例を示す。
【００１１】
入力端子１０には、ＲＺ信号光Ｓｉｎが図示しない光伝送路等から入力する。入力信号光Ｓｉｎの光強度波形例を図２（ａ）に示す。図２（ａ）では、”１０１１０１１１”のビット信号を搬送する入力信号光Ｓｉｎのデータ値、波形及び光位相を図示してある。入力信号光Ｓｉｎは、ここでは、ＲＺ形式であるが、ＣＳ−ＲＺ形式であってもよい。後者の場合、本実施例は、ＣＳ−ＲＺ信号光の伝送システムにおいて、ＣＳ−ＲＺ信号光を全光再生する用途に使用される。
【００１２】
入力信号光Ｓｉｎは、ＴＤＭ（時分割多重）分離装置１２に入力する。ＴＤＭ分離装置１２は、入力信号光Ｓｉｎを、その半分のレートの２つの信号光Ｓａ，Ｓｂ、即ち、奇数番目のビットｂ１，ｂ３，ｂ５，ｂ７，・・・の信号光Ｓａと、偶数番目のビットｂ２，ｂ４，ｂ６，ｂ７，・・・の信号光Ｓｂに分離する。図１には、マッハツェンダ干渉光を使用するＴＤＭ分離装置１２の構成を例示してある。勿論、入力信号光をハーフレートの２つの信号光に光学的に分離するその他の構成の光スイッチをＴＤＭ分離装置１２として利用可能である。
【００１３】
光分波器１４は、入力端子１０からの入力信号光Ｓｉｎを２分割し、一方を受光器１６に、他方をマッハツェンダ干渉計２０に供給する。マッハツェンダ干渉計２０は、詳細は後述するが，入力信号光をそのハーフレートの２つの信号光に分離する。受光器１６は、光分波器１４からの信号光を電気信号に変換し、その電気信号をハーフレートクロック再生装置１８に印加する。
【００１４】
ハーフレートクロック再生装置１８は、受光器１６の出力電気信号から、入力信号光Ｓｉｎのハーフレートのクロックを再生する。例えば、入力信号光Ｓｉｎのレートが４０Ｇｂｐｓの場合、ハーフレートクロック再生装置１８は、２０ＧＨｚのクロックを再生出力する。図２（ｂ）は、ハーフレートクロック再生装置１８の出力クロックの波形例を示す。ハーフレートクロック再生装置１８は、例えば、ハーフレート周波数で動作する内部発振器と位相ロックループ（ＰＬＬ）からなるか、又は、ハーフレート周波数に中心通過周波数を持つ狭帯域電気フィルタ（高Ｑフィルタ）からなる。
【００１５】
光分波器１４で分割された他方の信号光は、マッハツェンダ干渉計２０の分波器２２に入力する。分波器２２は、入力光を２分割し、一方をアーム２４に、他方をアーム２６に供給する。アーム２６上には、ハーフレートクロック再生装置１８の出力クロックに従って、光分波器２２からの信号光の光位相をシフトする光位相シフタ２８を配置してある。光位相シフタ２８は、ハーフレートクロック再生装置１８の出力クロックに応じて、入力信号光Ｓｉｎの光位相を１ビットおきに、即ち、奇数番目のビット位置の信号光の光位相を、πだけシフトする。図２（ｃ）は、光位相シフタ２８の出力信号光の強度波形と位相を示す。光位相シフタ２８の出力信号光の強度波形は、入力信号光Ｓｉｎの強度波形と同じであるが、奇数番目のビットの光位相がπだけシフトしている。
【００１６】
これにより、光強度波形及び光位相が入力信号光Ｓｉｎと同じ信号光と、光強度波形は入力信号光Ｓｉｎと同じであるが、光位相が入力信号光Ｓｉｎのそれとは１ビットおきに反転している信号光が得られる。光合分波器３０は、前者の信号光、即ちアーム２４からの信号光と、後者の信号光、即ち光位相シフタ２８の出力信号光とを合分波する。光合分波器３０は、両信号光を同相で干渉させた信号光と逆相で干渉させた信号光を生成し、その一方を信号光Ｓａとして出力し、他方を信号光Ｓｂとして出力する。図２（ｄ）は、信号光Ｓａの波形例を示し、図２（ｅ）は、信号光Ｓｂの波形例を示す。このようにして、ＴＤＭ分離装置１２は、入力信号光Ｓｉｎをそのハーフレートの２つの信号光Ｓａ，Ｓｂに分離する。なお、信号光Ｓａの各光パルスの光位相は互いに等しく、信号光Ｓｂの各光パルスの光位相は互いに等しい。
【００１７】
ＴＤＭ分離装置１２から出力されるハーフレートの信号光Ｓａ，Ｓｂは、キャリア抑圧装置４０に入力する。キャリア抑圧装置４０は、プローブ波長λｐの連続レーザ光を出力するレーザダイオード４２と、第２のマッハツェンダ干渉計４４からなる。プローブ波長λｐは、信号光Ｓａ，Ｓｂの波長とは異なる。
【００１８】
光分波器４６は、レーザダイオード４２の出力光、即ちプローブ光を２分割し、一方を光合波器４８に、他方を光合波器５０に印加する。光合波器４８は、光合波器４６からのプローブ光に、ＴＤＭ分離装置１２からの信号光Ｓａを合波して、マッハツェンダ干渉計４４のアーム５２に供給する。光合波器５０は、光合波器４６からのプローブ光に、ＴＤＭ分離装置１２からの信号光Ｓｂを合波して、マッハツェンダ干渉計４４のアーム５４に供給する。
【００１９】
アーム上５２には、信号光Ｓａの光強度に従いプローブ光の光位相を変調する位相変調器５６を配置し、アーム５４上には、信号光Ｓｂの光強度に従いプローブ光の光位相を変調する位相変調器５８を配置してある。位相変調器５６，５８は、信号光Ｓａ，Ｓｂの光強度に従いプローブ光の光位相を変調する光学素子、例えば非線形媒体又は半導体光増幅器（ＳＯＡ）からなる。プローブ光の波長は、位相変調器５６，５８が信号光Ｓａ，Ｓｂによりプローブ光の光位相を変調できる波長に設定され、プローブ光及び信号光Ｓａ，Ｓｂの光強度もまた、位相変調器５６，５８において所望の光位相変調量が得られるように設定される。光合波器６０は、光位相変調器５６，５８から出力される位相変調されたプローブ光Ｓｃ，Ｓｄを合波、即ち互いに干渉させる。光合波器６０による合波光は、プローブ波長のみを通過する光バンドパスフィルタ６２を介して出力端子６４に印加される。出力端子６４から外部に、光キャリアを抑圧されたプローブ波長の信号光Ｓｏｕｔが出力される。
【００２０】
なお、光位相変調器５６，５８は、信号光Ｓａ，Ｓｂが入力しない状態では、光位相変調器５６の出力プローブ光Ｓｃの光位相と、光位相変調器５８の出力プローブ光Ｓｄの光位相は、互いにπだけ異なるように、位相変調器５６，５８及びアーム５２，５４の光路長を調節してある。従って、信号光Ｓａの光パルスが存在しないビット位置では、光合波器６０はプローブ波長の光パルスを出力せず、いわば、光合波器６０の出力光強度は、スペースレベル又はノイズレベルである。同様に、信号光Ｓｂの光パルスが存在しないビット位置でも、光合波器６０の出力光強度は、スペースレベル又はノイズレベルである。
【００２１】
図３（ａ）は、図２（ａ）と同じく、入力信号光Ｓｉｎのビット値、光波形及び光位相を示す。図３（ｂ）は、図２（ｄ）と同じく、信号光Ｓａの光強度波形を示す。図３（ｃ）は、図２（ｅ）と同じく、信号光Ｓｂの光強度波形を示す。図３（ｆ）は、出力信号光Ｓｏｕｔの光強度波形と光位相を示す。
【００２２】
位相変調器５６は、信号光Ｓａの強度変動に応じて、プローブ光の光位相を変調する。即ち、位相変調器５６は、信号光Ｓａの光パルスの無い期間では、例えば、プローブ光をそのままの光位相で出力し、信号光Ｓａの光パルスのある期間では、光位相をπだけシフトしたプローブ光を出力する。同様に、位相変調器５８は、信号光Ｓｂの光パルスの無い期間では、例えば、プローブ光をそのままの光位相で出力し、信号光Ｓｂの光パルスのある期間では、光位相をπだけシフトしたプローブ光を出力する。位相変調器５６，５８は、いわば、光強度変調された信号光を、光位相変調された信号光に変換する光学素子として機能する。図３（ｄ）は、位相変調器５６から出力される位相変調されたプローブ光Ｓｃの位相変化例を示す。位相変調器５６から出力されるプローブ光Ｓｃは、入力信号光Ｓｉｎの奇数番目のビットの信号を光位相で搬送する信号光である。図３（ｅ）は、位相変調器５８から出力される位相変調されたプローブ光Ｓｄの位相変化例を示す。位相変調器５８から出力されるプローブ光Ｓｄは、入力信号借Ｓｉｎの偶数番目のビットの信号を光位相で搬送する信号光である。
【００２３】
信号光Ｓａ，Ｓｂが入力しないときの位相変調器５６，５８の上述の初期設定により、プローブ光Ｓｃの位相が０のときには、光合波器６０の出力光強度は、スペースレベルであり、同様に、プローブ光Ｓｄの位相がπのときには、光合波器６０の出力光強度は、スペースレベルである。従って、プローブ光Ｓｃの位相が０でないとき、光合波器６０は、プローブ光Ｓｃの位相変化に応じて光強度の変化する光を出力する。同様に、プローブ光Ｓｄの位相がπでないとき、光合波器６０は、プローブ光Ｓｄの位相変化に応じて光強度の変化する光を出力する。即ち、光合波器６０は、奇数ビット期間では、信号光Ｓａの強度変化に応じて光強度の変化するプローブ波長の信号光を出力し、偶数ビット期間では、信号光Ｓｂの強度変化に応じて光強度の変化するプローブ波長の信号光を出力する。これは、光合波器６０の出力光信号が、入力信号光Ｓｉｎで搬送される信号をそのまま搬送していることを意味する。
【００２４】
但し、光合波器６０の出力信号光の奇数ビット期間の光パルスの光位相はπであるのに対して、偶数ビットの光パルスの光位相は０である。このようにビット毎に光位相が反転することにより、出力信号光Ｓｏｕｔでは、その光キャリアが抑圧されている。
【００２５】
ＴＤＭ分離装置１２としては、上述の構成以外にも、入力信号光をハーフレートの２つの信号光に分離する種々の構成の光スイッチを利用可能である。同じマッハツェンダ干渉計を利用する光スイッチとして、２つアームのそれぞれに半導体光増幅器を配置し、一方のアーム上の半導体光増幅器にハーフレートの光クロックパルスを印加して入力光の光位相を反転させる構成のものが知られている。また、入力信号光を２分割し、光ゲートにより一方の分割信号光から奇数ビットの信号光を取り出し、別の光ゲートにより、他方の分割信号光から偶数ビットの信号光を取り出しても良い。偏波分散を利用して入力信号光をハーフレートの２つの信号光に分離する光スイッチも知られており、この光スイッチも、ＴＤＭ分離装置１２として利用可能である。
【００２６】
入力信号光ＳｉｎがＲＺ形式の実施例を説明したが、入力信号光がＮＲＺ形式の場合には、前処理として、ＮＲＺ形式からＲＺ形式への変換を挿入すればよい。
【００２７】
上記実施例では、プローブ光と信号光Ｓａ，Ｓｂを位相変調器５６，５８に同方向で入射したが、互いに逆方向に入射しても良い。
【００２８】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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】ＴＤＭ分離装置１２の動作説明用の波形図である。
【図３】キャリア抑圧装置４０の動作説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０：入力端子
１２：ＴＤＭ（時分割多重）分離装置
１４：光分波器
１６：受光器
１８：ハーフレートクロック再生装置
２０：マッハツェンダ干渉計
２２：光分波器
２４：アーム
２６：アーム
２８：光位相シフタ
３０：光合分波器
４０：キャリア抑圧装置
４２：レーザダイオード
４４：マッハツェンダ干渉計
４６：光分波器
４８，５０：光合波器
５２，５４：アーム
５６，５８：位相変調器
６０：光合波器
６２：光バンドパスフィルタ
６４：出力端子
【図１】
2006106468.tif 000003
【図２】
2006106468.tif 000004
【図３】
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