(57)【要約】【課題】  本発明は、生産費用を低減し、かつ、構造が単純化された偏光デュオバイナリ光送信機を提供する。【解決手段】  本発明による偏光デュオバイナリ光送信機２００は、電気信号を符号化するプリコーダー２１０と、連続性光を生成する光源２５０と、プリコーダー２１０及び光源２５０の後段に接続され、プリコーダー２５０から出力される電気信号を連続性光に変調させて、互いに直交する偏光状態を有する第１及び第２偏光を含むＮＲＺ信号を生成するためのチャープド−フリー偏光変調器２３０と、前記第１及び第２偏光間の偏光が変化する成分を除去するための帯域選択フィルタ２４０と、を含む。【選択図】  図３
2006279964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を符号化するプリコーダーと、
連続性光を生成する光源と、
前記プリコーダー及び前記光源の後段に接続され、前記プリコーダーから出力される電気信号を連続性光に変調させて、互いに直交する偏光状態を有する第１及び第２偏光を含むＮＲＺ信号を生成するためのチャープド−フリー偏光変調器と、
前記第１及び第２偏光間の偏光が変化する成分を除去するための帯域選択フィルタと、
を含むことを特徴とする偏光デュオバイナリ光送信機。
【請求項２】
前記帯域選択フィルタは、前記ＮＲＺ信号の伝送速度の０.５〜１.５倍の広さの帯域幅を有する狭帯域の帯域選択フィルタを含む
ことを特徴とする請求項１記載の偏光デュオバイナリ光送信機。
【請求項３】
前記偏光デュオバイナリ光送信機は、前記プリコーダーで符号化された前記電気信号を増幅させるために、前記プリコーダーと前記チャープド−フリー偏光変調器との間に配置された駆動増幅器をさらに含む
ことを特徴とする請求項１記載の偏光デュオバイナリ光送信機。
【請求項４】
前記プリコーダーは、一ビット遅延素子及び論理和ゲートを含む
ことを特徴とする請求項１記載の偏光デュオバイナリ光送信機。
【請求項５】
前記光源は、パルス信号を生成するためのパルス生成器を含む
ことを特徴とする請求項１記載の偏光デュオバイナリ光送信機。
【請求項６】
偏光デュオバイナリ光信号を生成する方法であって、
電気信号を符号化する過程と、
連続性光を生成する過程と、
前記光に前記符号化された電気信号を変調させて、互いに直交する偏光状態を有する第１及び第２偏光を含むＮＲＺ信号を生成する過程と、
前記第１及び第２偏光間の偏光が変化する成分を除去する過程と、
を含むことを特徴とする偏光デュオバイナリ光信号生成方法。
【請求項７】
前記帯域を制限する過程は、前記ＮＲＺ信号の伝送速度の０.５〜１.５倍の広さの帯域幅を有する狭帯域の帯域選択フィルタを使用する
ことを特徴とする請求項６記載の偏光デュオバイナリ光信号生成方法。
【請求項８】
前記偏光デュオバイナリ光信号生成方法は、
符号化された前記電気信号を増幅させる過程をさらに含む
ことを特徴とする請求項７記載の偏光デュオバイナリ光信号生成方法。
【請求項９】
前記符号化過程は、入力信号についての一ビット遅延及び論理和ゲーティングの過程を含む
ことを特徴とする請求項６記載の偏光デュオバイナリ光信号生成方法。
【請求項１０】
前記光を生成する過程は、パルス光信号を生成する過程を含む
ことを特徴とする請求項６記載の偏光デュオバイナリ光信号生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに用いられる光送信機に関し、特に、偏光デュオバイナリ変調方式の光送信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光デュオバイナリ光信号（Polarization Duobinary optical signal）は、１と０とのビット（bit）を有する２進（バイナリ）の信号である。ここで、‘１’のビットは、それぞれ１の振幅を有し互いに直交する２つの偏光成分を表すものであり、一方、‘０’ビットは、振幅が０である状態を表すものである。
【０００３】
前述した方式の偏光デュオバイナリ光信号は、２進で構成されるので、既存のＯＯＫ（on-off keying）方式の光通信システムで一般的に用いられる送信機によって生成されることができ、かつ、狭い信号帯域幅と光ファイバーの非線形歪曲に対して強い特性を有している。特に、偏光デュオバイナリ光信号は、既存のＯＯＫ信号や位相デュオバイナリ信号（AM-PSK Duobinary）比較してより狭いスペクトルを有していることから、高密度の波長分割多重方式の光通信システムに使用されることができる。また、全ての信号のビットが同一偏光であるＯＯＫ方式や位相デュオバイナリ方式とは異なり、偏光デュオバイナリ光信号は、'１'の信号が互いに直交する偏光信号のビットで構成されることから、光ファイバーの非線形歪曲の影響を、他の通信方法と比べて相対的に少なくすることができる。
【０００４】
図１は、偏光デュオバイナリ光信号を生成するための従来の光送信機の構成を示す図である。図１を参照すると、従来の光送信機１００は、２進（Binary）ＮＲＺ（non-return-to-zero）方式の電気信号を符号化（coding）し、分割して出力するための差等方式のプリコーダー（Differential precoder）１１０と、プリコーダー１１０によって分割された電気信号らの内の一方の位相を反転させるための位相反転器（Inverter）１５０と、第１及び第２の半波整流器１３０，１７０と、第１及び第２のデュオバイナリフィルタ１２０，１６０と、第１及び第２の光強度変調器１４０，１８０と、マッハツェンダー変調部１９０と、を含む。
【０００５】
この偏光デュオバイナリ送信機１００に入力される電気信号は、該送信機１００を駆動させるための内部信号とは相異なる。したがって、プリコーダー１１０は、電気信号と内部信号とを同一化（整列）させるために、電気信号を符号化させて分割し、該分割された信号らを出力する。
【０００６】
位相反転器１５０は、プリコーダー１１０と第２のデュオバイナリフィルタ１６０との間に配置される。この位相反転器１５０は、プリコーダー１１０からの分割された信号のうちの一方の位相を反転させて、該位相反転された信号を第２のデュオバイナリフィルタ１６０に出力する。
【０００７】
第１及び第２のデュオバイナリフィルタ１２０，１６０のそれぞれは、０.２５×伝送速度（Ｈｚ）の帯域幅を有する低帯域通過フィルタなどを使用することができ、印加された２進方式の信号を論理的に＋１、０、−１の３つのレベルを有する３進（ternary）形態の信号に変換させて、該変換された３進信号を出力する。第１のデュオバイナリフィルタ１２０は、プリコーダー１１０と第１の半波整流器１３０との間に配置される。
【０００８】
第１及び第２の半波整流器１３０，１７０のそれぞれは、第１及び第２のデュオバイナリフィルタ１２０，１６０から供給された３進信号をなすビットのうち、負のビットを濾過（フィルター）し、正のビットのみを通過させる。その結果、第１及び第２の半波整流器１３０，１７０を通過した信号は、＋１と０のみのビットを有する２進形態に戻るように変換される。
【０００９】
第１及び第２の半波整流器１３０，１７０を通過した信号の各々は、対応するドライバを経て、第１の光強度変調器１４０または第２の光強度変調器１８０に入力される。
【００１０】
マッハツェンダー変調部１９０は、偏光維持光ファイバー１９１と、偏光ビーム分割器１９２と、第１及び第２のマッハツェンダー変調器１９３，１９４と、を含む。偏光ビーム分割器１９２は、連続的に生成され偏光維持光ファイバー１９１を通じて外部から入力された干渉性光を、垂直成分の偏光と水平成分の偏光とに分離させて、分離後の各偏光を、第１のマッハツェンダー変調器１９３と第２のマッハツェンダー変調器１９４とに出力する。
【００１１】
第１のマッハツェンダー変調器１９３は、第１の光強度変調器１４０からの位相反転されていない電気信号を入力し、この電気信号を対応する偏光に変調させて出力する。第２のマッハツェンダー変調器１９４は、第２の光強度変調器１８０から入力した位相反転された電気信号を、対応する偏光に変調させて出力する。その結果、マッハツェンダー変調部１９０は、偏光デュオバイナリ方式の光信号を生成して出力する。
【００１２】
図２は、偏光デュオバイナリ光信号の一例を説明するためのグラフであり、図１の偏光デュオバイナリ光送信機１００で生成された光信号を示している。図２に示すように、上述したデュオバイナリ光信号は、相互に直交するＸ軸偏光成分とＹ軸偏光成分とにより構成される。
【００１３】
しかしながら、従来の光送信機で偏光デュオバイナリ信号を生成するためには、信号を直交する偏光成分の各々に変調させるための多くの個別の構成要素（素子）を用いる必要があった。したがって、従来の偏光デュオバイナリ光送信機は、その構成が複雑になり、かつ、製品の体積（嵩）とコストが増加する、という問題を有していた。さらに、従来の偏光デュオバイナリ光送信機は、対称的な構造を有することにより、生成される偏光デュオバイナリ信号の信頼性及び再現性を低下させる等の問題をもたらしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のような背景に鑑みて、本発明の目的は、生産費用を低減し、かつ、単純化された構造の偏光デュオバイナリ光送信機、及び偏光デュオバイナリ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】
このような目的を達成するために、本発明に係る偏光デュオバイナリ光送信機は、電気信号を符号化するプリコーダーと、連続性光を生成する光源と、前記プリコーダー及び前記光源の後段に接続され、前記プリコーダーから出力される電気信号を連続性光に変調させて、互いに直交する偏光状態を有する第１及び第２偏光を含むＮＲＺ信号を生成するためのチャープド−フリー偏光変調器と、該生成された第１偏光及び第２偏光間において偏光が変化する成分を除去するための帯域選択フィルタと、を含む。
【００１６】
また、本発明に係る偏光デュオバイナリ光信号生成方法は、電気信号を符号化する過程と、連続性光を生成する過程と、前記光に前記符号化された電気信号を変調させて、互いに直交する偏光状態を有する第１及び第２偏光を含むＮＲＺ信号を生成する過程と、前記第１及び第２偏光間での偏光が変化する成分を除去する過程と、を含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、多数の高速電気素子（デュオバイナリフィルタ、半波長整流器等）を用いることなく、偏光デュオバイナリ光送信機の構成及び偏光デュオバイナリ光信号の生成が可能になるので、生産費用を低減し、かつ、生産工程の効率を向上させることが可能となる。さらに、本願発明によれば、バイアス調節が不要であり、対称構造を有しないので、光送信機動作の信頼性及び再現性が向上する、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な一実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の説明において、関連した公知機能や構成についての具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合には、その説明を省略する。
【００１９】
図３は、本発明の好ましい実施形態による偏光デュオバイナリ光送信機２００の構成を示す図である。また、図４は、図３に示した偏光デュオバイナリ光送信機２００の動作を説明するために、ＮＲＺ信号のビットパターンの例を示すグラフである。
【００２０】
図３と図４を参照すると、偏光デュオバイナリ光送信機２００は、電気信号を符号化させるためのプリコーダー２１０と、搬送波としての連続性光（continuous light beam）を生成するための光源２５０と、前記プリコーダー及び前記光源の後段に接続され、前記プリコーダーから出力される符号化された電気信号を連続性光に変調させて（すなわち、搬送波（光）にデータ（電気信号）を変調させて）、互いに直交する偏光状態を有する第１偏光及び第２偏光を含むＮＲＺ信号を生成するための、チャープド−フリー偏光変調器（Chirped-free polarization modulator）２３０と、第１偏光及び第２偏光間での偏光が変化する成分を除去するための帯域選択フィルタ（Band-pass filter）２４０と、プリコーダー２１０とチャープド−フリー偏光変調器２３０との間に配置された駆動増幅器２２０と、を含む。
【００２１】
プリコーダー２１０は、一ビット遅延素子や論理和ゲートを含めて構成することが可能であり、送信機２００の外部から入力した電気信号の形態のデータを、符号（コード）化させて出力する。図４の（ａ）はプリコーダー２１０に入力されるＮＲＺ形態の電気信号を示し、図４の（ｂ）はプリコーダー２１０で符号化された後に出力される電気信号を示す。
【００２２】
本実施形態では、図４の（ａ）に示すＮＲＺ形態のデータ信号がプリコーダー２１０に入力されると、該プリコーダーの不図示のビット遅延器で該入力データ信号の伝送時間を遅延させ、かつ、プリコーダーの不図示の論理和素子で、ビット遅延器で（１ビット分）遅延させたデータ信号とプリコーダーに入力されたデータ信号（すなわちビット遅延しないデータ）との論理和を演算し、該演算後の信号を出力することにより、図４の（ｂ）に示すような形態（パターン）の電気信号がプリコーダー２１０から出力される。図４（ｂ）に示すようなパターンを有する電気信号は、駆動増幅器２２０で増幅された後に、チャープド−フリー偏光変調器２３０に入力される。
【００２３】
チャープド−フリー偏光変調器２３０は、偏光モード変換器（Polarization  mode converter）とも呼ばれ、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ或いはＩｎＰなどの半導体物質の使用により製造することができる。一般的なＬｉＮｂＯ３基盤の偏光変調器は、直交する２つの偏光成分の内のＬｉＮｂＯ３の偏光軸に一致する偏光成分のみに位相変調を行って、チャープ（Chirp）がある偏光変調を遂行する。これに対して、本実施形態のチャープド−フリー偏光変調器２３０では、直交する２つの偏光成分の内の一方の成分の位相を増加させ、他方の成分の位相を減少させることによって、チャーピングを相殺させる。したがって、本発明の実施形態によるチャープド−フリー偏光変調器２３０は、ＮＲＺ方式の電気信号を連続性光に変調させて、互いに直交する偏光状態を有する第１偏光及び第２偏光を含むＮＲＺ信号を生成する。
【００２４】
図４の（ｃ）はチャープド−フリー偏光変調器２３０で生成されたＮＲＺ信号を示すグラフである。図４（ｃ）を参照すると、このＮＲＺ信号は、互いに直交する偏光成分を有する第１偏光と第２偏光とが反復的に交差されることが分かる。このＮＲＺ信号の偏光状態は、チャープド−フリー偏光変調器２３０に印加される電気信号の信号レベルによって決定される。
【００２５】
帯域選択フィルタ２４０は、前記第１偏光及び第２偏光間における偏光が変化する成分を除去することにより、図４の（ｄ）に示すような"０１０１１０００１１１０１０１０１"のビットパターンを有するＮＲＺ信号を生成することができる。また、帯域選択フィルタ２４０は、偏光成分が変化される帯域（すなわち第１偏光と第２偏光間における偏光が変化する成分）が除去できる程度にその帯域幅が狭くなければならず、かつ、高速のＮＲＺ信号を処理できる程度に広い帯域幅を有している必要がある。したがって、帯域選択フィルタ２４０は、ＮＲＺ信号の伝送速度の０.５〜１.５倍の広さの帯域幅を有する狭帯域の帯域選択フィルタを含むことができる。
【００２６】
図４（ｃ）のグラフにおいて、第１偏光及び第２偏光が相互に変化する部分（すなわち推移領域）は、信号の位相変化が大きく発生する部分であって、短い時間の間での位相変化が大きいので、大きな周波数遷移が発生する。帯域選択フィルタ２４０は、周波数遷移が大きく発生する部分の帯域を除去することによって、図４（ｄ）に示すような"０"ビットを含む信号パターンを生成することができる。
【００２７】
上述のように、狭帯域の帯域選択フィルタは、波長分割多重方式の光通信システムにおいて多重化フィルタとして使用されることができる。したがって、本実施形態による偏光デュオバイナリ光送信機２００が波長分割多重方式の光通信システムに適用される場合には、追加的な帯域選択フィルタを使用することなく構成することが可能となる。
【００２８】
光源２５０は、干渉性光を連続的に生成できるレーザー光源を使用することができる。また、光源２５０としては、パルス形態の光を生成することができる光源も使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】偏光デュオバイナリ光信号を生成するための従来技術による偏光デュオバイナリ光送信機の構成を示す図である。
【図２】図１に示された偏光デュオバイナリ光送信機により生成された偏光デュオバイナリ光信号を示すグラフである。
【図３】本発明の好ましい実施形態による偏光デュオバイナリ光送信機の構成を示す図である。
【図４】図３に示した偏光デュオバイナリ光送信機の動作を説明するためのＮＲＺ信号のビットパターンを示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
２００  偏光デュオバイナリ光送信機
２１０  プリコーダー
２５０  光源
２３０  チャープド−フリー偏光変調器
２４０  帯域選択フィルタ
【図１】
2006279964.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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