(57)【要約】   【課題】  強度変調方式に適用可能な全光信号再生技術をＤＰＳＫ信号にも適用可能とする。  【解決手段】  光伝送システムは、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号を用いてＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化回路を有し、Ｍビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を送信するＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器１１と、伝送路を経て伝送されたＤＰＳＫ変調光信号を分解する光分岐器、光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させるＭビット遅延回路、および、光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、Ｍビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＭビット遅延光遅延検波器６と、Ｍビット遅延光遅延検波器６から出力された光信号を電気信号に変換する光受信器７とを備える。【選択図】  図５
2008124860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化回路、および、Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調する光位相変調器を有し、Ｍビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を送信するＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器と、
伝送路を経て伝送された前記ＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐器、当該光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させるＭビット遅延回路、および、前記光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、前記Ｍビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＭビット遅延光遅延検波器と、
前記Ｍビット遅延光遅延検波器から出力された光信号を受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する光受信器と、を備えたことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化回路、および、Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調する光位相変調器を有し、Ｍビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を送信するＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器と、
伝送路中に配置された１以上のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器であって、
それぞれが、
前記伝送路を経て伝送された前記ＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐器、当該光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＬｉビット長に相当するＬｉビットだけ遅延させるＬｉビット遅延回路、および、前記光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、前記Ｌｉビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＬｉビット遅延光遅延検波器と、前記Ｌｉビット遅延光遅延検波器から出力された強度変調された光信号の雑音成分を除去する全光再生中継器と、当該全光再生中継器から出力された光信号を受け入れ、受け入れた光信号および変調が施されていない信号用レーザからの光に基づいて、位相変調された光信号を生成し、当該位相変調された光信号を、再度伝送路に出力する全光位相変調器と、を有するＤＰＳＫ信号用全光再生中継器と、
前記１以上のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器を経て伝送されたＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐器、当該光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＬビット長に相当するＬビットだけ遅延させるＬビット遅延回路、および、前記光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、前記Ｌビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＬビット遅延光遅延検波器と、
前記Ｌビット遅延光遅延検波器から出力された光信号を受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する光受信器と、を備え、
前記Ｍが、２ｊ−１（ｊ≧１、ただし、ｊは整数）であり、かつ、
Ｍ＝Ｌｉの総和＋Ｌ
（ｉ＝１、２、・・・、ｐ、ただし、ｐはＤＰＳＫ信号用全光再生中継器の数）
を満たすことを特徴とする光伝送システム。
【請求項３】
それぞれが、入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化回路、および、Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調する光位相変調器を有し、それぞれ波長の異なるＭビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を生成する一群のＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器と、
前記一群のＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器のそれぞれにおいて生成されたＤＰＳＫ変調光信号を合波する波長合波器と、
伝送路を経て伝送された、前記合波されたＤＰＳＫ変調光信号を、波長成分ごとに分波する波長分波器と、
それぞれが、前記波長分波器により分波された光信号の何れかを受け入れる一群のＭビット遅延光遅延検波器であって、それぞれが、受け入れた光信号を分解する光分岐器、当該光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させるＭビット遅延回路、および、前記光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、前記Ｍビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＭビット遅延光遅延検波器と、
それぞれが、前記Ｍビット遅延光遅延検波器から出力された光信号を受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する一群の光受信器と、を備えたことを特徴とする光伝送システム。
【請求項４】
それぞれが、入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化回路、および、Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調する光位相変調器を有し、それぞれ波長の異なるＭビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を生成する一群のＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器と、
前記一群のＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器のそれぞれにおいて生成されたＤＰＳＫ変調光信号を合波する波長合波器と、
伝送路中に配置された１以上の中継回路であって、それぞれが、
伝送路を経て伝送された、前記合波されたＤＰＳＫ変調光信号を、波長成分ごとに分波する波長分波器と、一群のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器と、前記一群のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器のそれぞれから出力されたＤＰＳＫ変調光信号を合波する波長合波器とを有し、
前記一群のＤＰＳＫ信号用全再生中継器のそれぞれが、
前記波長分波器によって分波されたＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れたＤＰＳＫ光信号を分解する光分岐器、当該光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＬｉビット長に相当するＬｉビットだけ遅延させるＬｉビット遅延回路、および、前記光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、前記Ｌｉビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＬｉビット遅延光遅延検波器と、前記Ｌｉビット遅延光遅延検波器から出力された強度変調された光信号の雑音成分を除去する全光再生中継器と、当該全光再生中継器から出力された光信号を受け入れ、受け入れた光信号および変調が施されていない信号用レーザからの光に基づいて、位相変調された光信号を生成し、当該位相変調された光信号を、再度伝送路に出力する全光位相変調器と、を有するような、中継回路と、
伝送路を経て伝送された、前記合波されたＤＰＳＫ変調光信号を、波長成分ごとに分波する波長分波器と、
それぞれが、前記波長分波器により分波された光信号の何れかを受け入れる一群のＬビット遅延光遅延検波器であって、それぞれが、受け入れた光信号を分解する光分岐器、当該光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＬビット長に相当するＬビットだけ遅延させるＬビット遅延回路、および、前記光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、前記Ｌビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＬビット遅延光遅延検波器と、
それぞれが、前記一群のＬビット遅延光遅延検波器の何れかから出力された光信号を受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する一群の光受信器と、を備え、
前記Ｍが、２ｊ−１（ｊ≧１、ただし、ｊは整数）であり、かつ、
Ｍ＝Ｌｉの総和＋Ｌ
（ｉ＝１、２、・・・、ｐ、ただし、ｐはＤＰＳＫ信号用全光再生中継器の数）
を満たすことを特徴とする光伝送システム。
【請求項５】
前記Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器、前記ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器および前記Ｌビット遅延光遅延検波器に制御信号を送信可能な制御システムを備え、
前記制御システムが、送信者となるＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器、受信者となる光受信器を特定し、当該特定されたＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器および光受信器の間に位置するｐ個（ｐは１以上の整数）のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器を特定する経路特定手段と、
Ｍ＝Ｌｉの総和＋Ｌ  （ｉ＝１、２、・・・、ｐ）となるように、前記Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器、ｐ個のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器およびＬビット遅延光遅延検波器のそれぞれの遅延ビット長Ｍ、ＬｉおよびＬを決定する遅延ビット決定手段と、
前記遅延ビット長を、制御情報として、前記Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器、ｐ個のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器およびＬビット遅延光遅延検波器のそれぞれに送信する送信手段と、を有することを特徴とする請求項２または４に記載の光伝送システム。
【請求項６】
前記Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器が、
Ｑ個の、スイッチ回路および当該スイッチ回路と接続されたｎビット遅延回路（ｎ＝１、２、・・・、Ｑ）の組を備え、何れかのスイッチ回路のみがオンされて、入力信号が、オンされたスイッチ回路に接続されたｎビット遅延回路を経て、ｎビットだけ遅延されるように構成され、かつ、
前記ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器のＬｉビット遅延光遅延検波器、および、前記Ｌビット光遅延検波器のそれぞれが、
Ｒ個の、光スイッチ回路および当該光スイッチ回路と接続されたｍビット光遅延回路（ｍ＝１、２、・・・、Ｒ）の組を備え、何れかの光スイッチ回路のみがオンされて、前記光分岐器からの信号が、オンされた光スイッチ回路および当該光スイッチ回路に接続されたｍビット光遅延回路を経て、前記光合成器に入力されるように構成されたことを特徴とする請求項２、４または５に記載の光伝送システム。
【請求項７】
入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化ステップと、
前記Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調して、Ｍビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を送信する光位相変調ステップと、
伝送路を経て伝送された前記ＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐ステップと、
前記光分岐ステップにおいて分解された光信号の一方を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させるＭビット遅延ステップと、
前記光分岐ステップにおいて分解された光信号のもう一方と、前記Ｍビット遅延ステップにおいてＭビット遅延された遅延信号とを合成する光合成ステップと、
前記光合成ステップにおいて合成された光信号を受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する光受信ステップと、を備えたことを特徴とする光伝送方法。
【請求項８】
入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化ステップと、
前記Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調して、Ｍビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を送信する光位相変調ステップと、
伝送路における１以上のＤＰＳＫ信号用全光再生中継ステップであって、
それぞれが、
前記伝送路を経て伝送された前記ＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐ステップと、
前記光分岐ステップにおいて分解された光信号の一方を、入力信号系列のＬｉビット長に相当するＬｉビットだけ遅延させるＬｉビット遅延ステップと、
前記光分岐ステップにおいて分解された光信号のもう一方と、前記Ｌｉビット遅延ステップにおいてＬｉビット遅延された遅延信号とを合成する光合成ステップと、
前記光合成ステップにおいて合成された強度変調された光信号の雑音成分を除去する全光再生中継ステップと、
当該全光再生中継ステップにおいて雑音成分が除去された光信号を受け入れ、受け入れた光信号および変調が施されていない信号用レーザからの光に基づいて、位相変調された光信号を生成し、当該位相変調された光信号を、再度伝送路に出力する全光位相変調ステップと、を有するＤＰＳＫ信号用全光再生中継ステップと、
前記１以上のＤＰＳＫ信号用全光再生中継ステップを経て伝送されたＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐ステップと、
当該光分岐ステップにより分解された光信号の一方を、入力信号系列のＬビット長に相当するＬビットだけ遅延させるＬビット遅延ステップと、
前記光分岐ステップにより分解された光信号のもう一方と、前記Ｌビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成ステップと、
前記光合成ステップにおいて合成された光信号を受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する光受信ステップと、を備え、
前記Ｍが、２ｊ−１（ｊ≧１、ただし、ｊは整数）であり、かつ、
Ｍ＝Ｌｉの総和＋Ｌ
（ｉ＝１、２、・・・、ｐ、ただし、ｐはＤＰＳＫ信号用全光再生中継ステップの数）
を満たすことを特徴とする光伝送方法。
【請求項９】
入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化ステップ、および、Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調して、ＤＰＳＫ変調光信号を生成する光位相変調ステップを、複数回並列的に実行することにより、それぞれ波長の異なる一群のＭビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を生成するＤＰＳＫ変調光信号生成ステップと、
前記一群のＭビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を合波する波長合波ステップと、
伝送路を経て伝送された、前記合波されたＤＰＳＫ変調光信号を、波長成分ごとに分波する波長分波ステップと、
前記波長分波ステップにおいて分波された光信号の何れかを受け入れて、受け入れた光信号を分解する光分岐ステップ、当該光分岐ステップにおいて分解された光信号の一方を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させるＭビット遅延ステップ、および、前記光分岐ステップにおいて分解された光信号のもう一方と、前記Ｍビット遅延ステップにおいて遅延された遅延信号とを合成する光合成ステップを、複数回並列的に実行することにより、波長の異なる光信号のそれぞれをＭビット遅延検波するＭビット遅延光遅延検波ステップと、
前記Ｍビット遅延光遅延検波ステップによる光信号の何れかを受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する変換ステップを、複数回並列的に実行する、光受信ステップと、を備えたことを特徴とする光伝送方法。
【請求項１０】
入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化ステップ、および、Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調して、ＤＰＳＫ変調光信号を生成する光位相変調ステップを、複数回並列的に実行することにより、それぞれ波長の異なる一群のＭビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を生成するＤＰＳＫ変調光信号生成ステップと、
前記一群のＭビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を合波する波長合波ステップと、
前記ＤＰＳＫ変調光信号に対して処理を施す１以上の中継ステップであって、
それぞれが、
伝送路を経て伝送された、前記合波されたＤＰＳＫ変調光信号を、波長成分ごとに分波する波長分波ステップと、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継ステップと、前記ＤＰＳＫ信号用全光中継ステップによる複数のＤＰＳＫ変調光信号を合波する波長合波ステップとを有し、
前記ＤＰＳＫ信号用全再生中継ステップが、複数回並列的に実行される、
前記波長分波器により分波された光信号の何れかを受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐ステップと、
当該光分岐ステップにより分解された光信号の一方を、入力信号系列のＬｉビット長に相当するＬｉビットだけ遅延させるＬｉビット遅延ステップと、
前記光分岐ステップにより分解された光信号のもう一方の光信号と、前記Ｌｉビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成ステップと、
前記光合成ステップにより合成された強度変調された光信号の雑音成分を除去する全光再生中継ステップと、
当該全光再生中継ステップにより雑音成分が除去された光信号を受け入れ、受け入れた光信号および変調が施されていない信号用レーザからの光に基づいて、位相変調された光信号を生成し、当該位相変調された光信号を、再度伝送路に出力する全光位相変調ステップと、を有し、
さらに、
伝送路を経て伝送された、前記合波されたＤＰＳＫ変調光信号を、波長成分ごとに分波する波長分波ステップと、
前記波長分波ステップにおいて分波された光信号の何れかを受け入れて、受け入れた光信号を分解する光分岐ステップ、当該光分岐ステップにおいて分解された光信号の一方を、入力信号系列のＬビット長に相当するＬビットだけ遅延させるＬビット遅延ステップ、および、前記光分岐ステップにおいて分解された光信号のもう一方と、前記Ｍビット遅延ステップにおいて遅延された遅延信号とを合成する光合成ステップを複数回実行することにより、波長の異なる光信号のそれぞれをＬビット遅延検波するＬビット遅延光遅延検波ステップと、
前記Ｌビット遅延光遅延検波ステップによる光信号の何れかを受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する変換ステップを、複数回並列的に実行する、光受信ステップと、を備え、
前記Ｍが、２ｊ−１（ｊ≧１、ただし、ｊは整数）であり、かつ、
Ｍ＝Ｌｉの総和＋Ｌ
（ｉ＝１、２、・・・、ｐ、ただし、ｐはＤＰＳＫ信号用全光再生中継ステップの数）
を満たすことを特徴とする光伝送方法。
【請求項１１】
前記Ｍビット遅延送信器、前記ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器および前記Ｌビット遅延光遅延検波器に制御信号を送信可能な制御システムにおいて、
送信者となるＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器、受信者となる光受信器を特定し、当該特定されたＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器および光受信器の間に位置するｐ個（ｐは１以上の整数）のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器を特定する経路特定ステップと、
Ｍ＝Ｌｉの総和＋Ｌ  （ｉ＝１、２、・・・、ｐ）となるように、前記Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器、ｐ個のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器およびＬビット遅延光遅延検波器のそれぞれの遅延ビット長Ｍ、ＬｉおよびＬを決定する遅延ビット決定ステップと、
前記遅延ビット長を、制御情報として、前記Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器、ｐ個のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器およびＬビット遅延光遅延検波器のそれぞれに送信する送信ステップと、を有することを特徴とする請求項８または１０に記載の光伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムおよび光伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の光ファイバ通信技術の進展はめざましく、従来から用いられてきた光信号の点滅にディジタル信号の“１”と“０”を対応させて送出する強度変調方式に加えて、ディジタル信号に対応して光の位相を対応させる位相変調方式が実用化の段階に入ってきた。
【０００３】
光信号に位相変調を用いるものとしてよく利用されているものの一つに、差動同期位相シフト・キーイング変調（ＤＰＳＫ：Differential Phase-Shift Keying）方式がある。現在の光通信方式に主として用いられているのは強度変調方式であるが、強度変調方式においては、伝送する情報信号の“０”と“１”に対して光信号を点滅させるため、光ファイバの有する非線形光学効果の影響を受けやすく、伝送特性が劣化する問題があった。この状況を克服する技術として最近DPSK方式が注目されている。即ち、ＤＰＳＫ方式においては、伝送する情報信号の“０”と“１”に対して、光信号の位相が変調される方式であるため、光信号の強度は絶えず一定であり、そのため、光ファイバの有する非線形光学効果の影響を比較的受けにくいことが既に知られている。
【０００４】
たとえば、特許文献１には、ＷＤＭの周波数利用効率を高めるための光伝送システムが開示されている。特許文献１においては、ｎ個（ｎチャネル）の光送信器が、多重装置において直交偏波多重化されて送信される。また、光伝送路を伝搬したＷＤＭ信号は、分離装置によりｎ個の信号光に分離される。分離された信号光は、半ビット遅延器および合波器により半ビット遅延検波される。
【０００５】
図１は従来のＤＰＳＫ、ＷＤＭ（波長多重）光伝送システムの構成例を示すブロック図である。図１において、１−１〜１−Ｎは、ＤＰＳＫ送信器、２は波長合波器、３は光中継伝送路、４は光前置増幅器、５は波長分波器、６−１〜６−Ｎは光遅延検波器、７−１〜７−Ｎは光受信器である。
【０００６】
ＤＰＳＫ光送信器１−１〜１−Ｎは、それぞれ、ＤＰＳＫ変調された光信号を出力する。以下、ＤＰＳＫ光送信器についてより詳細に説明する。図２は、従来のＤＰＳＫ送信器の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、ＤＰＳＫ光送信器１は、レーザ発振器２０、光位相変調器２１、差動符号化回路２６を有する。
【０００７】
レーザ発振器２０は半導体レーザ等により構成され、変調のかかっていない連続波の光信号を発生させる。該光信号は、光位相変調器２１により位相変調されるが、この場合、光位相変調器２１を駆動する電気信号は次のように生成される。すなわち、被伝送信号たるデータ信号は、データ信号入力２５から入力される。入力されたデータ信号は、差動符号化回路２６により、差動符号化処理され適宜増幅された後、光位相変調器２１を駆動し、ＤＰＳＫ変調された光信号は、ＤＰＳＫ送信器出力２９に導かれる。
【０００８】
図３は、図２の差動符号化回路の構成をより詳細に示すブロック図である。図３に示すように、差動符号化回路２６は、１ビット遅延回路３３、および、排他的論理和演算回路３４を有している。１ビット遅延回路３３は、入力された信号系列に対して、丁度その系列の１ビット分の遅延を与える回路である。図３において、データ信号入力３０に入力されたデータ信号は、排他的論理和演算回路３４に設けられた入力端子３２に入力される。その一方、排他的論理和演算回路３４の出力端子３７は２分岐され、その一方は１ビット遅延回路３３を介して入力端子３１に接続され、もう一方は差動符号化信号出力３８に導かれる。
【０００９】
ここで、図３に示す差動符号化回路の動作を数式的に示しておく。データ信号入力に加えられるデータ信号系列をｂｋ (ｋ＝１，２，３，・・・)、差動符号化信号出力３８に出力される差動符号化された信号系列をｄｋ（ｋ＝１，２，３，・・・)とすると、上述した構成から以下の式が成り立つ。
【００１０】
ｄｋ＝ｂｋ(XOR)ｄｋ−１      ・・・（１）
ただし、（１）式において、ｋはｋ≧２を示す整数、(XOR)は、排他的論理和演算を示す。また、ｄ１に対しては、予め０か１の何れかの値を割り当てる。
【００１１】
図１において、ＤＰＳ送信器１−１〜１−Ｎから出力された、それぞれ波長の異なるＮ波のＤＰＳＫ変調された光信号は、波長合波器２で合波された後、光中継伝送路３に送出される。光中継伝送路３は、光ファイバ伝送路と光増幅中継器とを縦続に接続して構成された伝送路で、光ファイバ伝送路の伝送損失を光増幅中継器で補償しながら光信号を伝送する構成である。
【００１２】
光中継伝送路３を伝送されたＮ波の光信号は、光前置増幅器４によって増幅された後、波長分波器５によって各波長成分に分波され、該分波された各波長の光信号は、それぞれ光遅延検波器６−１〜６−Ｎに入力される。光遅延検波器６−１〜６−Ｎは、ＤＰＳＫ信号を復調して通常の強度変調信号に変換する。
【００１３】
以下、光遅延検波器６−１〜６−Ｎの構成について更に詳細に述べる。図４は、従来のＤＰＳＫ、ＷＤＭ光伝送システムにおける光遅延検波器の構成例を示すブロック図である。光遅延検波器６（ここでは、単に「光遅延検波器６」と表す。）は、光分岐器４１と、１ビット光遅延回路４２と、光合成器４３とを有する。入力端子４０に入力されたＤＰＳＫ変調された光信号は、光分岐器４１によって等しい電力の２つの光信号に分岐される。該分岐された光信号の一方は、１ビット光遅延回路４２によってデータ列の１ビット長に相当する遅延を与えられる。該遅延を与えられた光信号と該分岐されたもう一方の光信号は、光合成器４３によって合成され出力端子４８に導かれる。
【００１４】
図４に示す光遅延検波器の構成により、ＤＰＳＫ変調された光信号を復調することが可能である。その理由を以下に数式的に示す。図４に示す光遅延検波器においては、１ビット遅延された光信号と遅延を受けない光信号が合成されているので、ｃｋを出力端子４８におけるデータ系列とすると、これを論理式で表わすと、（２）式のようになる。
【００１５】
ｃｋ＝ｄｋ(XOR)ｄｋ−１＝ｂｋ(XOR)ｄｋ−１(XOR)ｄｋ−１＝ｂｋ  ・・・（２）
すなわち、図４の構成によりＤＰＳＫ信号が復調されることが示された。図１において、光遅延検波器６−１〜６−Ｎにより復調された各波長の光信号は、それぞれ光受信器７−１〜７−Ｎによって受信され、該光受信器の出力電気信号が所望の受信信号となる。
【特許文献１】特開２００４−３３６５７５号公報
【非特許文献１】「All-Optical 2R Regeneration of 40-Gb/s SignalImpaired by Intrachannel Four-Wave Mixing」、Ｙ．Ｓｕ他著、 IEEE Photonics Technology Letters、 Vol. 15、No.2、2003、第３５０頁〜第３５２頁、２００３年２月発行
【非特許文献２】「All Optical ASK to DPSK Format ConversionUsing Cross-Phase Modulation in a Nonlinear Photonic Crystal Fiber」、Ｓ．Ｈ．Ｌｅｅ他著、CLEO Pacific Rim 2005、paper CFJ2-5、１５７９頁〜１５８０頁、２００５年発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来のＤＰＳＫ光通信方式においては、伝送路上で付加される雑音、光ファイバの波長分散、偏波モード分散、非線形光学効果等による波形歪みの影響により、通信品質が劣化することがあった。そしてこの品質劣化を除去するには、光受信器７−１〜７−Ｎの出力電気信号に対して、電気信号処理によって信号再生処理を行ない、再び光ファイバ伝送路に送出するという方法をとっていた。しかしながら、上述したような電気信号処理による信号再生処理においては、数十Ｇｂｉｔ／ｓを超えるような超高速光信号に対しては適用困難であり、また超高速信号処理に要する消費電力も大きく実用化の問題点になっていた。
【００１７】
その一方、強度変調方式を用いた光伝送システムにおいては、上記信号再生処理について、電気信号処理を介さずに光信号処理によって行なうような、全光信号再生技術に関する研究開発が最近進展しており、上述したような超高速信号処理、消費電力の問題も解決されつつある。
しかしながら、全光信号再生技術は、そのままでは位相変調されたＤＰＳＫ光信号には適用できないため、位相変調された光信号に適用可能な新たな方式の出現が望まれていた。
【００１８】
本発明は、強度変調方式に適用可能な全光信号再生技術をＤＰＳＫ信号にも適用可能とするような、光伝送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明では、まず強度変調方式に適用可能な全光信号再生技術をＤＰＳＫ信号にも適用可能とするために、ＤＰＳＫ変調方式を改良したＭビット遅延ＤＰＳＫ光通信方式を提案する。また、提案したＭビット遅延ＤＰＳＫ光通信方式を用いて、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ光信号に全光信号再生技術を適用するための光伝送システムを提案する。
【００２０】
より詳細には、本発明の目的は、入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化回路、および、Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調する光位相変調器を有し、Ｍビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を送信するＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器と、
伝送路を経て伝送された前記ＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐器、当該光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させるＭビット遅延回路、および、前記光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、前記Ｍビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＭビット遅延光遅延検波器と、
前記Ｍビット遅延光遅延検波器から出力された光信号を受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する光受信器と、を備えたことを特徴とする光伝送システムにより達成される。
【００２１】
また、本発明の目的は、入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化回路、および、Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調する光位相変調器を有し、Ｍビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を送信するＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器と、
伝送路中に配置された１以上のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器であって、
それぞれが、
前記伝送路を経て伝送された前記ＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐器、当該光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＬｉビット長に相当するＬｉビットだけ遅延させるＬｉビット遅延回路、および、前記光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、前記Ｌｉビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＬｉビット遅延光遅延検波器と、前記Ｌｉビット遅延光遅延検波器から出力された強度変調された光信号の雑音成分を除去する全光再生中継器と、当該全光再生中継器から出力された光信号を受け入れ、受け入れた光信号および変調が施されていない信号用レーザからの光に基づいて、位相変調された光信号を生成し、当該位相変調された光信号を、再度伝送路に出力する全光位相変調器と、を有するＤＰＳＫ信号用全光再生中継器と、
前記１以上のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器を経て伝送されたＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐器、当該光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＬビット長に相当するＬビットだけ遅延させるＬビット遅延回路、および、前記光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、前記Ｌビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＬビット遅延光遅延検波器と、
前記Ｌビット遅延光遅延検波器から出力された光信号を受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する光受信器と、を備え、
前記Ｍが、２ｊ−１（ｊ≧１、ただし、ｊは整数）であり、かつ、
Ｍ＝Ｌｉの総和＋Ｌ
（ｉ＝１、２、・・・、ｐ、ただし、ｐはＤＰＳＫ信号用全光再生中継器の数）
を満たすことを特徴とする光伝送システムによっても達成される。
【００２２】
さらに、本発明の目的は、それぞれが、入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化回路、および、Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調する光位相変調器を有し、それぞれ波長の異なるＭビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を生成する一群のＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器と、
前記一群のＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器のそれぞれにおいて生成されたＤＰＳＫ変調光信号を合波する波長合波器と、
伝送路を経て伝送された、前記合波されたＤＰＳＫ変調光信号を、波長成分ごとに分波する波長分波器と、
それぞれが、前記波長分波器により分波された光信号の何れかを受け入れる一群のＭビット遅延光遅延検波器であって、それぞれが、受け入れた光信号を分解する光分岐器、当該光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させるＭビット遅延回路、および、前記光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、前記Ｍビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＭビット遅延光遅延検波器と、
それぞれが、前記Ｍビット遅延光遅延検波器から出力された光信号を受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する一群の光受信器と、を備えたことを特徴とする光伝送システムにより達成される。
【００２３】
また、本発明の目的は、それぞれが、入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化回路、および、Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調する光位相変調器を有し、それぞれ波長の異なるＭビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を生成する一群のＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器と、
前記一群のＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器のそれぞれにおいて生成されたＤＰＳＫ変調光信号を合波する波長合波器と、
伝送路中に配置された１以上の中継回路であって、それぞれが、
伝送路を経て伝送された、前記合波されたＤＰＳＫ変調光信号を、波長成分ごとに分波する波長分波器と、一群のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器と、前記一群のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器のそれぞれから出力されたＤＰＳＫ変調光信号を合波する波長合波器とを有し、
前記一群のＤＰＳＫ信号用全再生中継器のそれぞれが、
前記波長分波器によって分波されたＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れたＤＰＳＫ光信号を分解する光分岐器、当該光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＬｉビット長に相当するＬｉビットだけ遅延させるＬｉビット遅延回路、および、前記光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、前記Ｌｉビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＬｉビット遅延光遅延検波器と、前記Ｌｉビット遅延光遅延検波器から出力された強度変調された光信号の雑音成分を除去する全光再生中継器と、当該全光再生中継器から出力された光信号を受け入れ、受け入れた光信号および変調が施されていない信号用レーザからの光に基づいて、位相変調された光信号を生成し、当該位相変調された光信号を、再度伝送路に出力する全光位相変調器と、を有するような、中継回路と、
伝送路を経て伝送された、前記合波されたＤＰＳＫ変調光信号を、波長成分ごとに分波する波長分波器と、
それぞれが、前記波長分波器により分波された光信号の何れかを受け入れる一群のＬビット遅延光遅延検波器であって、それぞれが、受け入れた光信号を分解する光分岐器、当該光分岐器から出力された一方の光信号を、入力信号系列のＬビット長に相当するＬビットだけ遅延させるＬビット遅延回路、および、前記光分岐器から出力されたもう一方の光信号と、前記Ｌビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成器を有するＬビット遅延光遅延検波器と、
それぞれが、前記一群のＬビット遅延光遅延検波器の何れかから出力された光信号を受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する一群の光受信器と、を備え、
前記Ｍが、２ｊ−１（ｊ≧１、ただし、ｊは整数）であり、かつ、
Ｍ＝Ｌｉの総和＋Ｌ
（ｉ＝１、２、・・・、ｐ、ただし、ｐはＤＰＳＫ信号用全光再生中継器の数）
を満たすことを特徴とする光伝送システムにより達成される。
【００２４】
好ましい実施態様において、光伝送システムは、前記Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器、前記ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器および前記Ｌビット遅延光遅延検波器に制御信号を送信可能な制御システムを備え、
前記制御システムが、送信者となるＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器、受信者となる光受信器を特定し、当該特定されたＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器および光受信器の間に位置するｐ個（ｐは１以上の整数）のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器を特定する経路特定手段と、
Ｍ＝Ｌｉの総和＋Ｌ  （ｉ＝１、２、・・・、ｐ）となるように、前記Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器、ｐ個のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器およびＬビット遅延光遅延検波器のそれぞれの遅延ビット長Ｍ、ＬｉおよびＬを決定する遅延ビット決定手段と、
前記遅延ビット長を、制御情報として、前記Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器、ｐ個のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器およびＬビット遅延光遅延検波器のそれぞれに送信する送信手段と、を有する。
【００２５】
また、別の好ましい実施態様においては、前記Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器が、
Ｑ個の、スイッチ回路および当該スイッチ回路と接続されたｎビット遅延回路（ｎ＝１、２、・・・、Ｑ）の組を備え、何れかのスイッチ回路のみがオンされて、入力信号が、オンされたスイッチ回路に接続されたｎビット遅延回路を経て、ｎビットだけ遅延されるように構成され、かつ、
前記ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器のＬｉビット遅延光遅延検波器、および、前記Ｌビット光遅延検波器のそれぞれが、
Ｒ個の、光スイッチ回路および当該光スイッチ回路と接続されたｍビット光遅延回路（ｍ＝１、２、・・・、Ｒ）の組を備え、何れかの光スイッチ回路のみがオンされて、前記光分岐器からの信号が、オンされた光スイッチ回路および当該光スイッチ回路に接続されたｍビット光遅延回路を経て、前記光合成器に入力されるように構成されている。
【００２６】
また、本発明の目的は、入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化ステップと、
前記Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調して、Ｍビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を送信する光位相変調ステップと、
伝送路を経て伝送された前記ＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐ステップと、
前記光分岐ステップにおいて分解された光信号の一方を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させるＭビット遅延ステップと、
前記光分岐ステップにおいて分解された光信号のもう一方と、前記Ｍビット遅延ステップにおいてＭビット遅延された遅延信号とを合成する光合成ステップと、
前記光合成ステップにおいて合成された光信号を受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する光受信ステップと、を備えたことを特徴とする光伝送方法により達成される。
【００２７】
また、本発明の目的は、入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化ステップと、
前記Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調して、Ｍビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を送信する光位相変調ステップと、
伝送路における１以上のＤＰＳＫ信号用全光再生中継ステップであって、
それぞれが、
前記伝送路を経て伝送された前記ＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐ステップと、
前記光分岐ステップにおいて分解された光信号の一方を、入力信号系列のＬｉビット長に相当するＬｉビットだけ遅延させるＬｉビット遅延ステップと、
前記光分岐ステップにおいて分解された光信号のもう一方と、前記Ｌｉビット遅延ステップにおいてＬｉビット遅延された遅延信号とを合成する光合成ステップと、
前記光合成ステップにおいて合成された強度変調された光信号の雑音成分を除去する全光再生中継ステップと、
当該全光再生中継ステップにおいて雑音成分が除去された光信号を受け入れ、受け入れた光信号および変調が施されていない信号用レーザからの光に基づいて、位相変調された光信号を生成し、当該位相変調された光信号を、再度伝送路に出力する全光位相変調ステップと、を有するＤＰＳＫ信号用全光再生中継ステップと、
前記１以上のＤＰＳＫ信号用全光再生中継ステップを経て伝送されたＤＰＳＫ変調光信号を受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐ステップと、
当該光分岐ステップにより分解された光信号の一方を、入力信号系列のＬビット長に相当するＬビットだけ遅延させるＬビット遅延ステップと、
前記光分岐ステップにより分解された光信号のもう一方と、前記Ｌビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成ステップと、
前記光合成ステップにおいて合成された光信号を受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する光受信ステップと、を備え、
前記Ｍが、２ｊ−１（ｊ≧１、ただし、ｊは整数）であり、かつ、
Ｍ＝Ｌｉの総和＋Ｌ
（ｉ＝１、２、・・・、ｐ、ただし、ｐはＤＰＳＫ信号用全光再生中継ステップの数）
を満たすことを特徴とする光伝送方法により達成される。
【００２８】
さらに、本発明の目的は、入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化ステップ、および、Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調して、ＤＰＳＫ変調光信号を生成する光位相変調ステップを、複数回並列的に実行することにより、それぞれ波長の異なる一群のＭビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を生成するＤＰＳＫ変調光信号生成ステップと、
前記一群のＭビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を合波する波長合波ステップと、
伝送路を経て伝送された、前記合波されたＤＰＳＫ変調光信号を、波長成分ごとに分波する波長分波ステップと、
前記波長分波ステップにおいて分波された光信号の何れかを受け入れて、受け入れた光信号を分解する光分岐ステップ、当該光分岐ステップにおいて分解された光信号の一方を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させるＭビット遅延ステップ、および、前記光分岐ステップにおいて分解された光信号のもう一方と、前記Ｍビット遅延ステップにおいて遅延された遅延信号とを合成する光合成ステップを、複数回並列的に実行することにより、波長の異なる光信号のそれぞれをＭビット遅延検波するＭビット遅延光遅延検波ステップと、
前記Ｍビット遅延光遅延検波ステップによる光信号の何れかを受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する変換ステップを、複数回並列的に実行する、光受信ステップと、を備えたことを特徴とする光伝送方法により達成される。
【００２９】
また、本発明の目的は、入力信号と、入力信号を、入力信号系列のＭビット長に相当するＭビットだけ遅延させた遅延信号とによってＭビット差動符号化信号を生成するＭビット遅延差動符号化ステップ、および、Ｍビット差動符号化信号をＤＰＳＫ変調して、ＤＰＳＫ変調光信号を生成する光位相変調ステップを、複数回並列的に実行することにより、それぞれ波長の異なる一群のＭビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を生成するＤＰＳＫ変調光信号生成ステップと、
前記一群のＭビット遅延符号化されたＤＰＳＫ変調光信号を合波する波長合波ステップと、
前記ＤＰＳＫ変調光信号に対して処理を施す１以上の中継ステップであって、
それぞれが、
伝送路を経て伝送された、前記合波されたＤＰＳＫ変調光信号を、波長成分ごとに分波する波長分波ステップと、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継ステップと、前記ＤＰＳＫ信号用全光中継ステップによる複数のＤＰＳＫ変調光信号を合波する波長合波ステップとを有し、
前記ＤＰＳＫ信号用全再生中継ステップが、複数回並列的に実行される、
前記波長分波器により分波された光信号の何れかを受け入れ、受け入れた光信号を分解する光分岐ステップと、
当該光分岐ステップにより分解された光信号の一方を、入力信号系列のＬｉビット長に相当するＬｉビットだけ遅延させるＬｉビット遅延ステップと、
前記光分岐ステップにより分解された光信号のもう一方の光信号と、前記Ｌｉビット遅延回路から出力された遅延信号とを合成する光合成ステップと、
前記光合成ステップにより合成された強度変調された光信号の雑音成分を除去する全光再生中継ステップと、
当該全光再生中継ステップにより雑音成分が除去された光信号を受け入れ、受け入れた光信号および変調が施されていない信号用レーザからの光に基づいて、位相変調された光信号を生成し、当該位相変調された光信号を、再度伝送路に出力する全光位相変調ステップと、を有し、
さらに、
伝送路を経て伝送された、前記合波されたＤＰＳＫ変調光信号を、波長成分ごとに分波する波長分波ステップと、
前記波長分波ステップにおいて分波された光信号の何れかを受け入れて、受け入れた光信号を分解する光分岐ステップ、当該光分岐ステップにおいて分解された光信号の一方を、入力信号系列のＬビット長に相当するＬビットだけ遅延させるＬビット遅延ステップ、および、前記光分岐ステップにおいて分解された光信号のもう一方と、前記Ｍビット遅延ステップにおいて遅延された遅延信号とを合成する光合成ステップを複数回実行することにより、波長の異なる光信号のそれぞれをＬビット遅延検波するＬビット遅延光遅延検波ステップと、
前記Ｌビット遅延光遅延検波ステップによる光信号の何れかを受け入れ、受け入れた光信号を電気信号に変換する変換ステップを、複数回並列的に実行する、光受信ステップと、を備え、
前記Ｍが、２ｊ−１（ｊ≧１、ただし、ｊは整数）であり、かつ、
Ｍ＝Ｌｉの総和＋Ｌ
（ｉ＝１、２、・・・、ｐ、ただし、ｐはＤＰＳＫ信号用全光再生中継ステップの数）
を満たすことを特徴とする光伝送方法により達成される。
【００３０】
好ましい実施態様においては、前記Ｍビット遅延送信器、前記ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器および前記Ｌビット遅延光遅延検波器に制御信号を送信可能な制御システムにおいて、
送信者となるＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器、受信者となる光受信器を特定し、当該特定されたＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器および光受信器の間に位置するｐ個（ｐは１以上の整数）のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器を特定する経路特定ステップと、
Ｍ＝Ｌｉの総和＋Ｌ  （ｉ＝１、２、・・・、ｐ）となるように、前記Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器、ｐ個のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器およびＬビット遅延光遅延検波器のそれぞれの遅延ビット長Ｍ、ＬｉおよびＬを決定する遅延ビット決定ステップと、
前記遅延ビット長を、制御情報として、前記Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器、ｐ個のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器およびＬビット遅延光遅延検波器のそれぞれに送信する送信ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、強度変調方式に適用可能な全光信号再生技術をＤＰＳＫ信号にも適用可能とするような、光伝送システムを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図５は本発明の第１実施の形態にかかるＭビット遅延ＤＰＳＫ、ＷＤＭ光伝送システムの構成例を示すブロック図である。図５に示すように、本実施の形態にかかるＭビット遅延ＤＰＳＫ、ＷＤＭ光伝送システムは、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器１１−１〜１１−Ｎ、波長合波器２、光中継伝送路３、光前置増幅器４、光分波器５、Ｍビット遅延光遅延検波器１６−１〜１６−Ｎ、および、光受信器７−１〜７―Ｎを備えている。なお、図１と同様の構成部分には、同一の符号を付し、説明の重複を省略する。
【００３３】
図５において、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器１１−１〜１１−Ｎは、Ｎ波のＭビット遅延ＤＰＳＫ信号を発生させる。図６は、本実施の形態にかかるＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器の構成例を示すブロック図である。本実施の形態にかかるＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器１１は、レーザ発振器２０、光位相変調器２１、および、Ｍビット遅延差動符号化回路２７を有する。なお、図２と同様な構成部分については同一の符号を付し、説明の重複を省略する。図６に示すように、従来の１ビット遅延ＤＰＳＫ送信器と異なる点は、データ信号入力２５に対して、Ｍビット遅延差動符号化回路２７を作用させている点である。
【００３４】
図７は、本実施の形態にかかるＭビット遅延差動符号化回路の構成例を示すブロック図である。図７に示すように、本実施の形態にかかるＭビット遅延差動符号化回路２７は、排他的論理和演算回路３４およびＭビット遅延回路３６を有している。なお、図３と同一の構成部分については、同一の符号を付して説明の重複を省略する。従来の１ビット遅延差動符号化回路と、図７に示すＭビット遅延差動符号化回路２７との違いは、図３における１ビット遅延回路３３に代えて、Ｍビット遅延回路３６が用いられていることである。
【００３５】
データ信号系列をｂｋ（ｋ＝１，２，３，・・・）、Ｍビット遅延差動符号化信号出力３９に出力されるＭビット遅延差動符号化信号系列をｐｋ（ｋ＝１，２，３，・・・）とすると、上述した構成から以下の（３）式が成り立つ。
【００３６】
ｐｋ＝ｂｋ(XOR)ｐｋ−Ｍ    ・・・（３）
（３）式において、ｋは整数、ｋ≧Ｍ＋１を満たす。また、ｐｋ（１≦ｋ≦Ｍ）に対しては、ｐｋには予め値０を割り当てるものとする。
【００３７】
図５において、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器１１−１〜１１−Ｎより出力された、Ｎ波のＭビット遅延ＤＰＳＫ信号は、図１と同様の構成からなる伝送路３を伝送した後、波長分波器５により各波長信号成分に分離され、Ｍビット遅延光遅延検波器１６−１〜１６−Ｎに入力される。
【００３８】
図８は、本実施の形態にかかるＭビット遅延光遅延検波器の構成例を示すブロック図である。図８に示すように、本実施の形態にかかるＭビット遅延光遅延検波器１６は光分岐器４１、光合成器４３およびＭビット遅延光遅延回路４４を有している。なお、図４に示す光遅延検波器と同一の構成部分については同一の符号を付して、説明を省略する。図４に示す光遅延検波器と図８に示すＭビット遅延光遅延検波器３６との違いは、図4における１ビット光遅延回路４２が、図８においてはＭビット光遅延回路４４に置き換えられている点である。
【００３９】
Ｍビット遅延光遅延検波器３６において、入力端子４０に入力されたＤＰＳＫ変調された光信号は、光分岐器４１によって等しい電力の２つの光信号に分岐される。該分岐された光信号の一方は、Ｍビット光遅延回路４４によってデータ列のＭビット長に相当する遅延を与えられる。該遅延を与えられた光信号と該分岐されたもう一方の光信号は、光合成器４３によって合成され出力端子４８に導かれる。
【００４０】
図８の構成によれば、復調後のデータ符号をｍｋ（ｋ＝１，２，３，・・・）とすると、以下の（４）式に示すような論理動作により、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ信号の復調が可能であることが示される。
【００４１】
ｍｋ＝ｐｋ(XOR)ｐｋ−Ｍ＝ｂｋ(XOR)ｐｋ−Ｍ(XOR)ｐｋ−Ｍ＝ｂｋ    ・・・（４）
このように、復調結果は送信されたデータ信号系列ｂｋとなり、データは正しく復調される。上述したように、本実施の形態によれば、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器１１−１〜１１−ＮとＭビット遅延光遅延検波器１６−１〜１６−Ｎとを組み合わせて使用することにより、送信されたデータ信号系列を復調することが可能である。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、伝送路上にＤＰＳＫ信号用全光再生中継器が設けられている。図９は、第２の実施の形態にかかる光伝送システムの構成例を示すブロック図である。図９に示すように、第２の実施の形態においては、２ビット遅延ＤＰＳＫ送信器５０、光中継伝送路５１、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器６０、光中継伝送路５２、光遅延検波器５３、光前置増幅器５４、および、光受信器５５を有している。２ビット遅延ＤＰＳＫ送信器５０は、図６におけるＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器において、Ｍ＝２としたものである。即ち、２ビット遅延ＤＰＳＫ送信器５０から出力される光信号の信号系列ｑｋは、以下の（５）式により表すことができる。
【００４３】
ｑｋ＝ｂｋ(XOR)ｑｋ−２    ・・・（５）
信号系列ｑｋで位相変調された２ビット遅延ＤＰＳＫ信号は、光中継伝送路５１に入力される。光中継伝送路５１は、前述したように、縦続に接続された光ファイバ伝送路と光増幅中継器で構成されているが、光中継伝送路５１においては、一般的に光増幅中継器が発生する自然放出光雑音によって伝送される光信号に雑音が付加され、また、光ファイバの有する波長分散特性などの影響により、伝送される光信号に歪みが生じる。
【００４４】
従って、２ビット遅延ＤＰＳＫ信号は、光中継伝送路５１を通過した後に、一般的に雑音や歪み成分を伴っている。ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器６０は、このような雑音や歪み成分を除去するために設置される。
【００４５】
図９に示すようにＤＰＳＫ信号用全光再生中継器６０は、光遅延検波器６１、全光再生中継器６２および全光位相変調器６３を有する。以下、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器６０の動作について述べる。
【００４６】
光遅延検波器６１に入力された２ビット遅延ＤＰＳＫ信号は、以下の（６）式に従って、符号変換を受けると共に、位相変調波から強度変調波に変換される。
【００４７】
ｑｋ１＝ｑｋ(XOR)ｑｋ−１    ・・・（６）
光遅延検波器６１から出力された強度変調された光信号は、全光再生中継器６２に入力される。全光再生中継器６２は、強度変調された光信号の雑音成分を除去する作用を有しており、これまでにいくつかの形態が提案されている。本実施の形態においては、例示的に、非特許文献１に記載された全光再生中継器を採用している。図１０は、本実施の形態にかかる全光再生中継器の構成例を示すブロック図である。
【００４８】
図１０に示すように、全光再生中継器６２は、高出力増幅器７１、非線形光デバイス７２および光帯域通過フィルタ７３を有している。雑音や歪みを伴った強度変調された光信号は、入力端子７０から高出力光増幅器７１に入力される。高出力光増幅器７１によって増幅された光信号は、非線形光デバイス７２に入力される。
【００４９】
一般に非線形光デバイスに高い光電力を有する光信号を入力すると、その周波数スペクトラムが、自己位相変調効果により初期の状態に比べて拡がることが知られている。周波数スペクトラムの拡がりは、強度変調波のレベル（論理値）が“１”の時に起きるが、“０”の時は光電力が“０”であるため、スペクトラムは拡がらない。従って、光帯域通過フィルタ７３の透過中心周波数を、入力光信号の周波数に対して適当な値だけずらしておけば、光信号のレベルが“１”の時には、周波数スペクトラムが拡がるため、光帯域通過フィルタ７３の通過帯域にかかる信号成分が発生して、出力に光信号が現れるが、光信号のレベルが“０”の時には、光帯域通過フィルタ７３の出力には全く光信号が出力されない。
【００５０】
従って、図１０に示す全光再生中継器６２の構成を用いれば、光信号のレベルが“０”の部分の雑音や歪みが除去でき、また光スペクトラムの拡がりにより、光信号のレベル“１”の部分における雑音も適宜除去され、出力端子７５から出力される出力光信号の信号対雑音比は、入力信号のそれに対して改善することがわかる。
【００５１】
信号対雑音比の改善された強度変調された光信号を再び伝送路へ送出するためには、位相変調を施さなくてはならない。この役割を担うのが、全光位相変調器６３である。本実施の形態においては、例示的に、非特許文献２に開示された全光位相変調器を採用している。図１１は、本実施の形態における全光位相変調器の構成例を示すブロック図である。
【００５２】
図１１に示すように、本実施の形態にかかる全光位相変調器６３は、高出力光増幅器８１、信号用レーザ８２、光合波器８３、非線形光デバイス８４および光帯域通過フィルタ８５を有している。入力端子８０から入力された強度変調された光信号は、高出力光増幅器８１によって、非線形光デバイス８４が動作するに十分な光電力まで増幅される。その一方、信号用レーザ８２からは、当該強度変調された光信号とは異なる光周波数を有する無変調の光信号が出力される。
【００５３】
高出力光増幅器８１から出力された強度変調された光信号と、信号用レーザ８２から出力された光信号とは、光合波器８３により合波され、非線形光デバイス８４に入力される。非線形光デバイス８４では、相互位相変調効果により該強度変調された光信号の有する強度変調が、該信号用レーザ８２から出力された光信号の位相変調に変換される。
【００５４】
この位相変調情報を有する、非線形光デバイス８４の出力光信号を、当該出力光信号の光周波数と同一の透過中心周波数を有する光帯域通過フィルタ８５を通過させることにより、当該強度変調された光信号は除去され、強度変調が位相変調に変換された光信号のみが出力端子８９から出力される。
【００５５】
図９において、全光位相変調器６３から出力された位相変調された光信号は、光中継伝送路５２を伝送され、光遅延検波器５３に入力される。光遅延検波器５３では以下の式（７）に従って入力光信号が処理される。
【００５６】
ｑｋ２＝ｑｋ１(XOR)ｑｋ1−１
＝（ｑｋ(XOR)ｑｋ−１）(XOR)（ｑｋ−１(XOR)ｑｋ−２）
＝ｑｋ(XOR)ｑｋ−２＝ｂｋ(XOR)ｑｋ−２(XOR)ｑｋ−２＝ｂｋ  ・・・（７）
（７）式から、光遅延検波器５３の出力はデータ信号系列ｂｋとなり、データ信号系列が正しく復調されることがわかる。復調された光信号は、光前置増幅器５４で増幅された後、光受信器５５により受信され電気信号に変換される。
【００５７】
上述したように、図９に示す第２の実施の形態にかかる光伝送システムの構成においては、２ビット遅延ＤＰＳＫ送信器５０により発生、送出された２ビット遅延ＤＰＳＫ信号が、光遅延検波器６１と光遅延検波器５３の２台の光遅延検波器の動作により完全に元のデータ信号系列に復元されており、したがって、強度変調信号用の全光信号再生技術を位相変調された光信号にも適用可能であることがわかる。
【００５８】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第２の実施の形態においては、送信側において２ビット遅延ＤＰＳＫ送信器により２ビット遅延ＤＰＳＫ信号を発生、送出し、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器の光遅延検波器および受信側の光遅延検波器という２つの光遅延検波器によりもとのデータ信号系列を復元している。第３の実施の形態では、送信側においてＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器を採用し、遅延をＭビットと一般化している。
【００５９】
図１２は、本発明の第３の実施の形態にかかる光伝送システムの構成例を示すブロック図である。図１２の説明に先立って、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ信号をどのような形態で遅延検波していけば、正しく復調を行うことができるかについて述べる。
【００６０】
第２の実施の形態を参照して、２ビット遅延ＤＰＳＫ信号は、縦続に接続された２台の光遅延検波器によって復調できることを説明した。このような性質は、任意のＭビット遅延ＤＰＳＫ信号にそのまま適用することはできず、ある制約が生じる。例えば、３ビット遅延ＤＰＳＫ信号に上記考え方を適用して、縦続に接続された３台の光遅延検波器を適用することを考える。まず、送信するデータ信号系列を上記と同様にｂｋとすると、３ビット遅延ＤＰＳＫ信号の論理値ｒｋは、（８）式で表わされる。
【００６１】
ｒｋ＝ｂｋ(XOR)ｒｋ−３    ・・・（８）
上記３ビット遅延ＤＰＳＫ信号ｒｋに対して、１台の光遅延検波器を適用すると、その論理値は、（９）式で表される。
【００６２】
ｒｋ１＝ｒｋ(XOR)ｒｋ−１  ・・・（９）
次に、２台目の光遅延検波器を適用すると同様にその論理値は、（１０）式で表される。
【００６３】
ｒｋ２＝ｒｋ１(XOR)ｒｋ１−１
＝（ｒｋ(XOR)ｒｋ−１）(XOR)（ｒｋ−１(XOR)ｒｋ−２）
＝ｒｋ(XOR)ｒｋ−２        ・・・（１０）
同様に、３台目の光遅延検波器を適用後のデータの論理値は、（１１）式で表される。
【００６４】
ｒｋ３＝ｒｋ２(XOR)ｒｋ２−１
＝（ｒｋ(XOR)ｒｋ−２）(XOR)（ｒｋ−１(XOR)ｒｋ−３）
＝ｒｋ(XOR)ｒｋ−１(XOR)ｒｋ−２(XOR)ｒｋ−３    ・・・（１１）
（１１）式に、（８）式を変形した
ｂｋ＝ｒｋ(XOR)ｒｋ−３      ・・・（１２）
を適用すると、（１３）式のように表される。
【００６５】
ｒｋ３＝ｂｋ(XOR)ｒｋ−１(XOR)ｒｋ−２    ・・・（１３）
従って、縦続に接続された３台の光遅延検波器を３ビット遅延ＤＰＳＫ信号に適用しても、データ信号系列ｂｋは復調できないことがわかった。
【００６６】
本発明者は、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ信号にＭ台の光遅延検波器を適用することによってデータ信号系列を復調可能なのは、Ｍが２の累乗、即ち、
Ｍ＝２ｊ−１  （ｊ≧１、ただし、ｊは整数）  ・・・（１４）
であるときに限られることを見出した。即ち、Ｍ＝１，２，４，８，１６，３２・・・という具合に、上記復調方法が適用可能なＭビット遅延ＤＰＳＫ信号としては、Ｍの値に制約が生じることになる。
【００６７】
例としてＭ＝４の場合について考える。Ｍ＝４の場合に、４台の光遅延検波器を順に適用していくことにより復調できることを示す。それには再度計算をはじめからする必要はなく、上記（１１）式に更に光遅延検波器を適用すればよい。混同を避けるために、４ビット遅延ＤＰＳＫ信号の論理値をｓｋとすると、以下の（１５）式が得られる。
【００６８】
ｒｋ４＝ｒｋ３(XOR)ｒｋ３−１
＝（ｓｋ(XOR)ｓｋ−１(XOR)ｓｋ−２(XOR)ｓｋ−３）(XOR)
（ｓｋ−１(XOR)ｓｋ−２(XOR)ｓｋ−３(XOR)ｓｋ−４）
＝ｓｋ(XOR)ｓｋ−４        ・・・（１５）
その一方、４ビット遅延ＤＰＳＫ信号の論理値は、（１６）式で表される。
【００６９】
ｓｋ＝ｂｋ(XOR)ｓｋ−４      ・・・（１６）
上記（１５）式および（１６）式から、
ｓｋ４＝ｂｋ        ・・・（１７）
となり、適切に復調されることが示された。
【００７０】
また、たとえば、Ｍ＝４の場合には、光遅延検波器として、１ビット遅延のものだけでなく、２ビット遅延のものを組み合わせることにより、２台あるいは３台の光遅延検波器の縦続接続により復調することも可能である。このことについて以下に説明する。
【００７１】
まず、２ビット遅延の２台の光遅延検波器を用いた場合について考える。まず１台目の２ビット遅延光遅延検波器の出力信号の論理値ｔｋ１は、以下の（１８）式にて表される。
【００７２】
ｔｋ１＝ｓｋ(XOR)ｓｋ−２    ・・・（１８）
さらに、２台目の２ビット遅延光遅延検波器を適用すると、その出力信号の論理値ｔｋ２は、以下の（１９）式で表される。
【００７３】
ｔｋ２＝ｔｋ１(XOR)ｔｋ１−２
＝（ｓｋ(XOR)ｓｋ−２）(XOR)（ｓｋ−２(XOR)ｓｋ−４）
＝ｓｋ(XOR)ｓｋ−４      ・・・（１９）
したがって、（１６）式を用いると、
ｔｋ２＝ｂｋ      ・・・（２０）
となり、２台の２ビット遅延光遅延検波器により、４ビット遅延DPSK信号が復調可能であることが示された。
【００７４】
また、１台の２ビット遅延光遅延検波器と、２台の１ビット遅延光遅延検波器を組み合わせることによっても、４ビット遅延ＤＰＳＫ信号が復調可能であることを以下に示す。
【００７５】
まず、２ビット遅延光遅延検波器の出力信号の論理値ｕｋ１は、（２１）式にて表される。
【００７６】
ｕｋ１＝ｓｋ(XOR)ｓｋ−２      ・・・（２１）
次に、１台目の１ビット遅延光遅延検波器を適用するとその出力信号の論理値は、（２２）にて表される。
【００７７】
ｕｋ２＝ｕｋ１(XOR)ｕｋ1−１
＝（ｓｋ(XOR)ｓｋ−２）(XOR)（ｓｋ−１(XOR)ｓｋ−３）
＝ｓｋ(XOR)ｓｋ−１(XOR)ｓｋ−２(XOR)ｓｋ−３      ・・・（２２）
更に、２台目の１ビット遅延光遅延検波器を適用するとその出力信号の論理値は、（２３）式にて表される。
【００７８】
ｕｋ３＝ｕｋ２(XOR)ｕｋ２−１
＝（ｓｋ(XOR)ｓｋ−１(XOR)ｓｋ−２(XOR)ｓｋ−３）(XOR)
（ｓｋ−１(XOR)ｓｋ−２(XOR)ｓｋ−３(XOR)ｓｋ−４）
＝ｓｋ(XOR)ｓｋ−４      ・・・（２３）
従って、上記２台の２ビット遅延光遅延検波器の例と同様に、このような構成においても、４ビット遅延ＤＰＳＫ信号が復調可能であることが示された。また詳しい説明は省略するが、１台の２ビット遅延光遅延検波器と、２台の１ビット遅延光遅延検波器との適用順序については任意であり、どのような適用順序でも４ビット遅延ＤＰＳＫ信号が復調可能である。
【００７９】
本発明においては、４ビット遅延ＤＰＳＫ信号は、以下に示すどのような構成によっても復調可能であることがわかった。
（１）１台の４ビット遅延光遅延検波器
（２）２台の２ビット遅延光遅延検波器
（３）１台の２ビット遅延光遅延検波器と２台の１ビット遅延光遅延検波器の組み合わせ（合計３台）
（４）４台の１ビット遅延光遅延検波器
即ち、４ビット遅延ＤＰＳＫ信号は、遅延量が可変な光遅延検波器を用いれば、１台から４台の任意の台数の光遅延検波器を用いて復調可能であることがわかった。
【００８０】
上記考え方は、更に８、１６、３２ビット遅延ＤＰＳＫ信号にも適用可能であるが、ここでは詳細な説明は省略する。
【００８１】
図１２に示すように、第３の実施の形態にかかる光伝送システムは、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器９０、光中継伝送路９２−１、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−１、光中継伝送路９２−２、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−２、・・・、光中継伝送路９０−Ｐ、光前置増幅器９７、Ｌビット遅延光遅延検波器９６、光受信器９８およびＧＭＰＬＳ（Generalized Multi-Protocol Label Switching）制御網９９を有している。
【００８２】
図１２において、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器９０は、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ光信号を送出する。当該Ｍビット遅延ＤＰＳＫ光信号は、光中継伝送路９２−1を通過後、前述したように雑音や歪みの影響を除去するためのＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−1に入力され再生される。以下同様の構成により、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ光信号は、光中継伝送路９２−２、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−２・・・、光中継伝送路９２−Ｐ（但しＰは正の整数）を通過した後、光前置増幅器９７で増幅され、その後Ｌビット遅延光遅延検波器９６で光遅延検波され、強度変調信号に変換された後、光受信器９８により受信されて受信電気信号となる。
【００８３】
以下、第３の実施の形態にかかる光伝送システムの構成要素ついて詳細に説明する。図１３は、本実施の形態にかかる光伝送システムにおける、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器に用いられる差動符号化回路の構成例を示すブロック図である。図１３に示すように、差動符号化回路は、排他論理和演算回路１１９、光スイッチ回路１１２−１、１１２−２、・・・、１１２−Ｑ、１ビット遅延回路１１４−１、２ビット遅延回路１１４−１、・・・、Ｑビット遅延回路１１４−Ｑ、スイッチ駆動回路１１６を有する。スイッチ駆動回路１１６は、ＧＭＰＬＳ制御網９９からの制御情報を受け入れることができる。
【００８４】
データ信号入力１１０に入力された被伝送データ信号は、排他的論理和演算回路１１９の入力端子１２２に入力される。また、排他的論理和演算回路１１９の出力端子１２１と排他的論理和演算回路１１９のもう一方の入力端子１２０との間には、１ビット遅延回路１１４−１と光スイッチ回路１１２−１とが縦続接続されたもの、２ビット遅延回路１１４−２と光スイッチ回路１１２−２とが縦続接続されたもの、・・・、Ｑビット遅延回路１１４−Ｑと光スイッチ回路１１２−Ｑが縦続接続されたものが、それぞれ並列に接続されている。
【００８５】
上記光スイッチ回路１１２−1〜１１２−Ｑは、そのうちどれか一つだけが閉じ、その他の光スイッチ回路は開くように、スイッチ駆動回路１１６によって制御されている。即ち、この動作により、排他的論理和演算回路１１９の出力端子１２１と排他的論理和演算回路１１９の入力端子１２０との間には、１１４−1〜１１４−Ｑのうちのいずれかの遅延回路が接続されることになる。したがって、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器９０のＭとしては、Ｍ＝１、２、・・・、Ｑのいずれかの値をとることになる。また、スイッチ駆動回路１１６は、ＧＭＰＬＳ制御網９９と接続されており、ＧＭＰＬＳ制御網９９から受け取る制御情報により、どの光スイッチを閉じるのかを決定できるような構成になっている。
【００８６】
図１２におけるＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−１、１００−２、・・・について述べる。図１４は、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器（たとえば、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−１、以下、図１４の説明においては、単に符号１００で表す。）の構成例を示すブロック図である。図１４に示すように、第３の実施の形態にかかるＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００は、Ｌビット遅延光遅延検波器６９、全光再生中継器６２および全光位相変調器６３を有している。Ｌビット遅延光遅延検波器６９は、ＧＭＰＬＳ制御網９９からの制御情報を受け入れることができる。
【００８７】
図９に示す第２の実施の形態にかかるＤＰＳＫ信号用全光再生中継器６０の構成と図１４に示すＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００の構成との違いは、光遅延検波器として、Ｌビット遅延光遅延検波器６９が使用されている点と、Ｌビット遅延光遅延検波器６９がＧＭＰＬＳ制御網９９に接続されている点であるので、この部分について説明する。なお、図１４において、６７は光信号入力のための入力端子、６８は光信号出力のための出力端子である。
【００８８】
Ｌビット遅延光遅延検波器６９について、図１５を用いてより詳細に説明する。図１５に示すように、本実施の形態にかかるＬビット遅延光遅延検波器６９は、光分岐器１３４、光スイッチ回路１３２−１、１３２−２、・・・、１３２−Ｒ、１ビット光遅延回路１３６−１、２ビット光遅延回路１３６−２、・・・、Ｒビット光遅延回路１３６−Ｒ、光合成器１３８および光スイッチ駆動回路１４０を有している。
【００８９】
光信号入力端子１３０に入力された光信号は、光分岐器１３４によって等しい光電力に２分岐される。そのうち一方は、光合成器１３８に入力される。もう一方の光信号は、光スイッチ回路１３２−１と１ビット光遅延回路１３６−１とが縦続に接続されたもの、光スイッチ回路１３２−２と２ビット光遅延回路１３６−２とが縦続に接続されたもの、・・・、光スイッチ回路１３２−ＲとＲビット光遅延回路１３６−Ｒとが縦続に接続されたものが、それぞれ並列に接続された光回路に入力され、それらの出力は光合成器１３８の入力に、入力される。光スイッチ回路１３２−1〜１３２−Ｒは、そのうちどれか一つだけが閉じ、その他の光スイッチ回路は開くように、光スイッチ駆動回路１４０によって制御されている。即ち、この動作により、光分岐器１３４の出力端子と光合成器１３８の入力端子との間には、１３６−１〜１３６−Ｒのうちのいずれかの光遅延回路が接続されることになる。したがって、Ｌビット遅延光遅延検波器のＬとしては、Ｌ＝１、２、・・・、Ｒのいずれかの値をとることになる。また、前記光スイッチ駆動回路１４０は、ＧＭＰＬＳ制御網９９と接続されており、ＧＭＰＬＳ制御網９９から受け取る制御情報により、どの光スイッチを閉じるのかを決定できるような構成になっている。
【００９０】
このようにして、Ｌビット遅延された光信号が、光合成器１３８に入力され、光分岐器１３８からの光信号と合成されて、光信号出力端子１４２から出力される。
【００９１】
上述したように、図１４に示すＬビット遅延光検波器６９は、Ｌ＝１、２、・・・、Ｒビットの何れかの遅延の光遅延検波を行うことができる。また、Ｌの値はＧＭＰＬＳ制御網９９から受け取る制御情報により設定することが可能である。
【００９２】
図１２に用いられているＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−１、１００−２、・・・及びＬビット遅延光遅延検波器９６には、上述したようにＬビット遅延光遅延検波が用いられている。その一方、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器９０からは、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ光信号が送出される。従って、たとえば、Ｍ＝４、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器が２台用いられている場合には、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−１、１００−２、及びＬビット遅延光遅延検波器９６の遅延を表すＬの一例として次のような組み合わせが考えられる。
・ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−１の遅延量：Ｌ＝１ビット
・ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−１の遅延量：Ｌ＝１ビット
・Ｌビット遅延光遅延検波器９６の遅延量：Ｌ＝２ビット
そこで、ＧＭＰＬＳ制御網９９を用いて、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−１、１００−２、及びＬビット遅延光遅延検波器９６の遅延量として、上記の値を伝達して設定するようにすれば、光受信機９８の出力信号は、正しく復調された信号となる。
【００９３】
一般にＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器９０のＭの値、及びＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−1、１００−２、・・・の台数は、システムによって異なるため、Ｍの値、およびＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−1、１００−２、・・・に用いられるＬビット遅延光遅延検波器の各Ｌの値、Ｌビット遅延光遅延検波器９６のＬの値を適切に設定して、システム全体としてＭビット遅延ＤＰＳＫ光信号が正しく復調できるように設定を行う必要があるが、これについてもＧＭＰＬＳ制御網９９を介してこれらの情報を相互に交換、参照することにより実現可能である。
【００９４】
図１６は、第３の実施の形態において、たとえば、ＧＭＰＬＳ制御網における制御システムにて実行される処理例を示すフローチャートである。制御システム（図示せず）は、送信器（Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器９０）から送出すべき光信号の宛先から、受信側の光受信器９８を特定し（ステップ１６０１）、光送信器９０から光受信器９８に至るまでのパスを決定する（ステップ１６０２）。
【００９５】
次いで、制御システムは、決定されたパス上に存在するＤＰＳＫ信号用全光再生中継器を特定する（ステップ１６０３）。たとえば、Ｋ個のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−１〜１００−Ｋがパス上に存在したと考える。
【００９６】
制御システムは、
Ｍ＝Ｌ１＋Ｌ２＋・・・＋ＬＫ＋Ｌ
となるような、Ｍ、Ｌｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｋ）およびＬを算出する。
【００９７】
なお、Ｍは、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器の遅延ビット、Ｌｉは、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−ｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｋ）における遅延ビット、Ｌは、Ｌビット遅延光遅延検波器９６における遅延ビットである。
【００９８】
その後、制御システムは、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器９０、上記パス上のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−１〜１００−ＫおよびＬビット遅延光遅延検波器９６のそれぞれに、算出されたＭ、ＬｉおよびＬを、制御情報として送信する（ステップ１６０５）。
【００９９】
Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器９０、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−１〜１００−ＫおよびＬビット遅延光遅延検波器９６のそれぞれは、制御情報を受信すると、それぞれのスイッチ駆動回路が、制御情報にしたがってスイッチ回路をオンする。たとえば、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器９０では、スイッチ駆動回路１１６が、制御情報に含まれる遅延ビットＭにもとづいて、スイッチ回路１１２−１〜１１２−Ｑの何れかをオンする。ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１００−１〜１００−ＫやＬビット遅延光遅延検波器９６においても同様である。
【０１００】
なお、第３の実施の形態においては、ＧＭＰＬＳ制御網９９を用いて、パスを特定し制御情報を生成し、制御情報を通知しているが、勿論他の通信方法によって同様の効果を生じせしめても本発明の目的は達せられることは言うまでもない。
【０１０１】
第２の実施の形態および第３の実施の形態においては、説明を簡単にするために、ＷＤＭではない単一波長のシステムについて述べたが、第２の実施の形態や第３の実施の形態の個性は、ＷＤＭシステムにも適用可能である。図１７および図１８は、本発明の第４の実施の形態にかかる光伝送システムの構成例を示すブロック図である。第４の実施の形態は、図１２に示す第３の実施の形態にかかる光伝送システムを、ＷＤＭに適用できるように変更を加えたものである。
【０１０２】
図１７、１８に示すように、第４の実施の形態にかかる光伝送システムは、Ｎ個の一群のＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器９０−１〜９０−Ｎ、波長合波器２、光中継伝送路９２−１〜９２−Ｐ、波長分波器１５０−１と、Ｎ個の一群のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１７１−１〜１７１−Ｎと、波長合波器１６０−１との組み合わせ、光前置増幅器９７、波長分波器５、Ｎ個の一群のＬビット遅延光遅延検波器１８０−１〜１８０−Ｎ、並びに、Ｎ個の一群の光受信器９８−１〜９８−Ｎを有する。なお、第４の実施の形態においても、第３の実施の形態と同様に、たとえば、それぞれがＮ個の一群のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器からなるＰ個のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器群を有する。図１７においては、そのうち、最初の一群のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１７１−１〜１７１−Ｎ、および、その次の一群のＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１７２−１〜１７２−Ｎが示されている。
【０１０３】
Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器９０−１〜９０−Ｎは、Ｎ波の異なる波長を有するＭビット遅延ＤＰＳＫ信号を発生する。Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器９０−１〜９０−Ｎから出力されたＮ波のＭビット遅延ＤＰＳＫ信号は、波長合波器２で合波され、光中継伝送路９２−１に入力される。光中継伝送路９２−１を伝送したＮ波のＭビット遅延ＤＰＳＫ信号は、波長分波器１５０−１によって各波長成分に分波された後、波長成分毎に用意されたＤＰＳＫ信号用全光再生中継器１７１−１〜１７１−Ｎのそれぞれによって雑音や歪み成分が除去される。雑音や歪み成分が除去されたＮ波の光信号は、波長合波器１６０−１によって合波され再び伝送される。
【０１０４】
以下、同様の動作によりＮ波の光信号が伝送され、光前置増幅器９７によって増幅された後、波長分波器５によって各波長成分に分波され、各波長成分の光信号は、それぞれ、Ｌビット遅延光遅延検波器１８０−１〜１８０−Ｎに入力され、Ｌビット遅延検波が施され復調される。復調されたＮ波の強度変調された光信号は、それぞれ、光受信器９８−１〜９８−Ｎによって受信され電気信号に変換される。Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器、ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器、及びＬビット遅延光遅延検波器における遅延量（遅延ビット）の設定については、第３の実施の形態と同様に、ＧＭＰＬＳ制御網９９を介して行われる。たとえば、ＧＭＰＬＳ制御網９９中の制御システム（図示せず）は、第３の実施の形態と同様に、それぞれの遅延量を算出して、当該遅延ビットを示す情報を、制御情報として伝達する。
【０１０５】
以上、説明したように、本発明によれば、ＤＰＳＫ光信号として新たに提案したＭビット遅延ＤＰＳＫ光信号を用いることにより、ＤＰＳＫ光信号にも、強度変調方式で用いられている全光再生中継技術を適用することができ、よってＤＰＳＫ光信号の信号品質を改善することができる。さらに、本発明は波長多重されたＤＰＳＫ光信号にも適用可能であり、その効果は極めて大である。
【０１０６】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】図１は従来のＤＰＳＫ、ＷＤＭ（波長多重）光伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、従来のＤＰＳＫ送信器の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、図２の差動符号化回路の構成をより詳細に示すブロック図である。
【図４】図４は、従来のＤＰＳＫ、ＷＤＭ光伝送システムにおける光遅延検波器の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は本発明の第１実施の形態にかかるＭビット遅延ＤＰＳＫ、ＷＤＭ光伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、本実施の形態にかかるＭビット遅延ＤＰＳＫ送信器の構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、本実施の形態にかかるＭビット遅延差動符号化回路の構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は、本実施の形態にかかるＭビット遅延光遅延検波器の構成例を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施の形態にかかる光伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、本実施の形態にかかる全光再生中継器の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態にかかる全光位相変調器の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施の形態にかかる光伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本実施の形態にかかる光伝送システムにおける、Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器に用いられる差動符号化回路の構成例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、本実施の形態にかかるＤＰＳＫ信号用全光再生中継器の構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、本実施の形態にかかるＬビット遅延光遅延検波器の構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、第３の実施の形態にかかるＧＭＰＬＳ制御網における制御システムにて実行される処理例を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、本発明の第４の実施の形態にかかる光伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、本発明の第４の実施の形態にかかる光伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０８】
２          波長合波器
３          光中継伝送路
５          波長分波器
７          光受信器
１１        Ｍビット遅延ＤＰＳＫ送信器
１６        Ｍビット遅延光遅延検波器
５０        ２ビット遅延ＤＰＳＫ送信器
５１、５２  光中継伝送路
５３        光遅延検波器
５４        光前置増幅器
５５        光受信器
６０        ＤＰＳＫ信号用全光再生中継器
６１        光遅延検波器
６２        全光再生中継器
６３        全光位相変調器
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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