(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側サイドバンド変調信号に片側サイドバンド変換を施して片側サイドバンド変調信号を生成する片側サイドバンド変換回路と、前記片側サイドバンド変調信号の強度を前記両側サイドバンド変調信号の強度に近づけるよう補正する補正回路と、前記補正回路により補正された変調信号に基づいて光変調信号を出力する光変調器と、を備える光送信器部と、
前記光送信器部が出力する前記光変調信号を受信して、その強度成分を直接検波する、光受信器部と、
を備え、
前記片側サイドバンド変調信号は、実部信号と虚部信号とからなり、
前記補正回路は、前記実部信号及び前記虚部信号を補正し、
前記光変調器は、前記補正回路により補正された実部信号と虚部信号とからなる変調信号に基づいて前記光変調信号を出力する、
ことを特徴とする、光情報伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光情報伝送システムであって、
前記補正回路は、前記片側サイドバンド変調信号の前記実部信号の強度から、前記片側サイドバンド変調信号の前記虚部信号の強度に一定の定数を乗じたものを減算する構成を含む、
ことを特徴とする、光情報伝送システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光情報伝送システムであって、
前記光変調器は、光ＩＱ変調器であり、
前記光ＩＱ変調器は、変調端子Ｉ及び変調端子Ｑを有し、
前記補正された変調信号の実部強度信号が前記変調端子Ｉに入力される、
ことを特徴とする、光情報伝送システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の光情報伝送システムであって、
前記片側サイドバンド変換回路は、ナイキスト透過特性を有するナイキストフィルタを含む、
ことを特徴とする、光情報伝送システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光情報伝送システムであって、
前記光送信器部と前記光受信器部との間に配置される、光ファイバ伝送路を、さらに備え、
前記光送信器部は、前記補正回路と前記光変調器との間に配置されるとともに、前記光ファイバ伝送路の波長分散とは逆の伝達関数を印加する、波長分散予等化回路を、さらに備える、
ことを特徴とする、光情報伝送システム。
【請求項６】
両側サイドバンド変調信号に片側サイドバンド変換を施して片側サイドバンド変調信号を生成する片側サイドバンド変換回路と、前記片側サイドバンド変換回路が生成する前記片側サイドバンド変調信号に基づいて光変調信号を出力する光変調器と、を備える光送信器部と、
前記光送信器部が出力する前記光変調信号を受信して、前記光変調信号の強度を直接検波して受信信号を生成する、光受信器部と、
を備える、光情報伝送システムであって、
前記光受信器部は、
前記受信信号の強度が、前記両側サイドバンド変調信号の強度に近づくよう、前記受信信号の強度を補償する、補償回路を、備え、
前記片側サイドバンド変調信号は、実部信号と虚部信号とからなり、
前記光変調器は、前記実部信号と前記虚部信号とからなる前記片側サイドバンド変調信号に基づいて前記光変調信号を出力する、
ことを特徴とする、光情報伝送システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の光情報伝送システムであって、
互いに異なる周波数の光変調信号を出力する、複数の前記光送信器部と、
前記複数の前記光送信器部それぞれが出力する前記光変調信号を合波して波長多重光変調信号を出力する、光合波器と、
前記光合波器が出力する前記波長多重光変調信号を受信し、各前記光送信器部が出力する前記光変調信号の周波数ごとに、複数の前記光変調信号に分波する、光分波器と、
前記光分波器が出力する前記複数の前記光変調信号がそれぞれ入力される、複数の前記光受信器部と、
をさらに備えることを特徴とする、光情報伝送システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の光情報伝送システムであって、
前記光変調信号は、ベースバンド光多値強度変調された光信号である、
ことを特徴とする光情報伝送システム。
【請求項９】
両側サイドバンド変調信号に片側サイドバンド変換を施して片側サイドバンド変調信号を生成する片側サイドバンド変換回路と、
前記片側サイドバンド変調信号の強度を前記両側サイドバンド変調信号の強度に近づけるよう補正する補正回路と、
前記補正回路により補正された変調信号に基づいて光変調信号を出力する光変調器と、
を備え、
前記片側サイドバンド変調信号は、実部信号と虚部信号とからなり、
前記補正回路は、前記実部信号及び前記虚部信号を補正し、
前記光変調器は、前記補正回路により補正された実部信号と虚部信号とからなる変調信号に基づいて前記光変調信号を出力する、
ことを特徴とする、光送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報伝送技術に関し、特に、光信号の伝送に適した光情報伝送システム、及び光送信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光情報伝送技術において、光情報伝送の高速化に加えて、光送信器及び光受信器のさらなる低コスト化・簡素化・小型化・低消費電力化が望まれている。それゆえ、構成が簡素である強度変調／直接検波（ＩＭ／ＤＤ）方式の光情報伝送システムが適している。強度変調／直接検波方式は、単純な光信号の変復調方式であり、送信側では光信号の強度のみを変調し、受信側ではフォトダイオードなどの光検出器を用いて受信した光強度をそのまま電気信号に変換し復号処理を行う。強度変調／直接検波方式は、例えば、短距離光伝送に用いられている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】K. I. Amila Sampath and K. Takano、"PAPR Reduction Technique for Optical SSB Modulation using Peak Folding"、The 20th OptoElectronics and Communications Conference (OECC2015)、JTuA.35、中国上海、２０１５年６月２８日〜同年７月２日
【非特許文献２】R. Hirai, H. Toyoda and N. Kikuchi、"Proposal of new 400GbE signaling formats with 4λ x 100G configuration"、IEEE 802.3 400GbE Study Group, Interium Meeting、２０１４年１月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、強度変調／直接検波方式では、光信号の占有する光周波数帯域幅が広いのが一般的である。それゆえ、周波数利用効率が低いため高密度波長多重が困難であり、伝送容量が制限されるという問題がある。光信号の変調速度（ボーレート）をＲ、光周波数帯域幅をＢとすると、光強度変調信号の光周波数帯域幅は、例えば、２値強度変調の場合Ｂ〜４Ｒ、４値強度変調でＢ〜２Ｒと比較的大きな値になる。
【０００５】
光信号の帯域を圧縮する技術として、送信側で光信号の片側サイドバンドのみを抽出して信号伝送を行う光シングルサイドバンド（ＳＳＢ）変調が知られている。光ＳＳＢ変調は、原理的には光振幅変調や光位相変調などの１次元変調信号に適用される技術であり、受信側では受信信号の振幅成分や位相成分のみを抽出するコヒーレント光受信器が用いられる。非特許文献１に、光ＳＳＢ変調の例が開示されている。
【０００６】
図１５は、従来技術に係る光情報伝送システムの構成を示す模式図である。かかる光情報伝送システムは、光送信器部１０１と、光受信器部１０３と、光伝送部１０４と、を含んでいる。
【０００７】
図１６はＳＳＢ変調の原理を説明する図である。図１６（ａ）は、実部信号である電気振幅変調信号のスペクトルを示している。横軸は周波数を、縦軸は強度を、それぞれ表している。当該信号は、周波数軸上において、中心キャリアとなる周波数（＝０）に対して正側と負側とで対称となる両側スペクトル（ＤＳＢ：両側サイドバンド）信号である。周波数の最大値は＋Ｒであり、最小値は−Ｒである。図１６（ｂ）は、ＳＳＢ変換Ｕ（ｆ）の周波数特性（透過強度）を示しており、縦軸は透過率を表している。Ｕ（ｆ）は周波数軸上で正の部分だけを抽出する特性を持ち、Ｕ（ｆ）＝１＋ｊ＊Ｈ（ｆ）で表される。ここで、ｊは虚数単位、Ｈ（ｆ）はヒルベルト変換である。ＳＳＢ変換は時間領域でも、実部が１、虚部がヒルベルト変換となる。ＳＳＢ変換の出力信号は複素信号である。図１６（ｃ）は、ＳＳＢ変換された電気振幅変調信号（ＳＳＢ変調信号）のスペクトルを示している。ＳＳＢ変換により、片側スペクトルのみが抽出されている。
【０００８】
光送信器部１０１は、光ＩＱ変調器１１２と、分岐点１２０と、ヒルベルト変換回路１２３と、２個のＤＡ変換器１２４Ａ，１２４Ｂと、２個のドライバアンプ１２５Ａ，１２５Ｂと、送信レーザ光源１２６と、２値符号発生器１８１と、を含んでいる。外部より入力される情報信号を２値符号発生器１８１に入力して２値信号に変換する。２値符号発生器１８１の出力側は、２つに分岐されている。出力される２値信号が分岐点１２０にて２つに分岐され、一方の信号は、ＤＡ変換器１２４Ａによってアナログ信号に変化され、ドライバアンプ１２５Ａによって増幅され、光ＩＱ変調器１１２の変調端子Ｉに入力される。他方の信号は、ヒルベルト変換回路１２３に入力され、ヒルベルト変換回路１２３によってＳＳＢ変換される。ヒルベルト変換回路１２３からの出力信号が、ＤＡ変換器１２４Ｂによってアナログ信号に変化され、ドライバアンプ１２５Ｂによって増幅され、光ＩＱ変調器１１２の変調端子Ｑに入力される。光ＩＱ変調器１１２には送信レーザ光源１２６の出力する一定強度の無変調光が入力されており、光ＩＱ変調器１１２は、変調端子Ｉ，Ｑに入力される変調信号に基づいて、２値光振幅変調信号を生成する。
【０００９】
図１７は、光ＳＳＢ変調信号の波形を示す図である。図１７（ａ）は、光ＳＳＢ変調信号のうち、実部信号の時間波形を示しており、縦軸は実部信号であり、変調端子Ｉに印加する実部信号Ｉ＝ｘ（ｔ）に対応している。横軸は時間ｔである。ここでは、マーク・スペースの２値符号のうちスペースを前述のゼロ点付近となるように変調することにより、光２値振幅変調を実現している。図１７（ｂ）は、光ＳＳＢ変調信号のうち、虚部信号の時間波形を示しており、ヒルベルト変換後の虚部信号Ｑ＝Ｈ（ｘ（ｔ））であり、横軸は時間ｔである。虚部信号の時間波形は、実部信号の微分に近いパルス状の時間波形となっている。
【００１０】
図１８Ａは光振幅変調信号のスペクトルを示す図であり、図１８Ｂは光振幅変調信号の信号点配置を示す図であり、図１８Ｃは光振幅変調信号の受信強度波形を示す図である。図１８Ａ乃至図１８Ｃの各図において、（ａ）は通常の光振幅変調信号の特性を示し、（ｂ）は光振幅変調ＳＳＢ信号の特性を示している。図１８Ａ乃至図１８Ｃに示す特性はそれぞれ、数値シミュレーションにより算出している。
【００１１】
図１８Ａ（ａ）に示す光振幅変調信号（光２値振幅変調光）は、レーザ光の周波数ｆｃを中心に上下に対称の周波数スペクトル（ｆｃ−Ｒ〜ｆｃ＋Ｒ）を持っている。その複素光電界は実部の振幅のみが２値変調されており、図１８Ｂ（ａ）に示す通り、複素平面上では実軸（Ｉ軸）上の０と１の２点間を移動するトレースとなる。図１８Ｃ（ａ）に示す通り、光２値振幅変調信号を直接検波して得られる受信強度波形は、中央時刻ｔｃで２値にクリアに分離した受信強度波形となっている。
【００１２】
これに対して、図１８Ａ（ｂ）に示す光振幅変調ＳＳＢ信号は、図１５の光ＩＱ変調器１１２より出力される光ＳＳＢ変調信号に対応しており、その周波数スペクトルは、周波数ｆｃの上側半分のみを残すようにＳＳＢ化されている。図１８Ｂ（ｂ）に示す通り、その複素光電界は、Ｑ成分が付加されたことにより虚軸（Ｑ軸）方向に大きく広がったものとなる。それゆえ、光２値振幅変調ＳＳＢ信号を直接検波して得られる受信強度波形は、図１８Ｂ（ｃ）に示す通り、波形全体に大きな歪が生じており、受信信号の符号誤り率が大きく劣化している。光ＳＳＢ変調を光強度変調／直接検波方式に適用した場合には伝送性能が大きく劣化し、実用には適していない。
【００１３】
図１５に示す通り、光送信器部１０１が出力する光ＳＳＢ変調信号は、光伝送部１０４の光ファイバ伝送路１４１上を伝送した後に、光受信器部１０３で受信される。光受信器部１０３は、従来のデジタルコヒーレント光受信器である。デジタルコヒーレント受信器は、伝送距離が例えば数１００ｋｍ〜数１０００ｋｍである長距離伝送用に用いられる光受信器である。デジタルコヒーレント受信器は、光信号の振幅と位相を検出することが可能である。
【００１４】
光受信器部１０３は、局発レーザ光源１８２と、偏波分離光９０度ハイブリッド１８３と、４個のバランス型ＰＤモジュール１８４と、４個のＡＤ変換器１８５と、偏波分離バタフライフィルタ回路１８６と、周波数／位相推定回路１８７と、２値判定回路１８８と、を含んでいる。光受信器部１０３が光伝送部１０４より受信する受信光（光ＳＳＢ変調信号）は、局発レーザ光源１８２が出射する局発光と、偏波分離光９０度ハイブリッド１８３にて合成され、その後４つに分波され、それぞれ４個のバランス型ＰＤモジュール１８４へ入力されて、電気信号に変換される。受信光のＸ偏波成分の実部成分（ＸＩ）及び虚部成分（ＸＱ）と、Ｙ偏波成分の実部成分（ＹＩ）及び虚部成分（ＹＱ）とが、それぞれ電気信号に変換されて、４個のバランス型ＰＤモジュール１８４より出力され、４個のＡＤ変換器１８５へ入力される。これらは、４個のＡＤ変換器１８５によってデジタル信号に変換され、偏波分離バタフライフィルタ回路１８６へ入力される。偏波分離バタフライフィルタ回路１８６は、入力信号を適応的に偏波分離・等化し、その出力信号が周波数／位相推定回路１８７へ入力される。周波数／位相推定回路１８７より出力される出力信号が２値判定回路１８８に入力されて復号される。周波数／位相推定回路１８７から出力される出力信号（送信光電界）は、図１８Ｂ（ｂ）に示す通り、虚軸（Ｑ軸）方向に広い広がりを持っているが、２値判定回路１８８は、当該出力信号の実軸（Ｉ軸）成分より２値判定を行っているので、元の情報信号を復元できる。
【００１５】
しかしながら、図１５に示す従来技術に係る光情報伝送システムは、信号の変復調が複雑であり、特に光受信器部１０３の構成を複雑にしており、光情報伝送システムのコスト・サイズ・消費電力がそれぞれ大きくなってしまう。
【００１６】
なお、光２値強度変調／直接検波方式やマルチキャリア強度変調／直接検波方式において、ＳＳＢ化を行った実験報告は多数存在する。その一例では、ヒルベルト変換回路にタップ数４の有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを利用して近似的にＳＳＢ化を行っている。しかしながら、ＦＩＲフィルタのタップ数が少ないために十分に矩形近い遮断特性が得られず、高密度波長多重伝送に必要なサイドバンド抑圧比が得られず、例えば伝送距離０ｋｍの点においてＳＳＢ化により３ｄＢ程度の大きな受信感度劣化を生じている。
【００１７】
上述する通り、ヒルベルト変換を低次のフィルタで近似する場合にはある程度受信感度劣化を抑圧することも可能であるが、サイドバンド抑圧比を高めることが困難である。一方、高次フィルタを利用してヒルベルト変換の近似精度を向上した場合には、サイドバンド抑圧比は向上できるものの、ヒルベルト変換によって導入される虚部成分の強度が無視できなくなるため大きな波形歪を生じてしまう。
【００１８】
他の先行文献においても、光強度変調／直接検波を用いた光ＳＳＢ変調信号の伝送においては、一般に受信感度の劣化が大きい・波長多重伝送に必要な十分なサイドバンド抑圧比（〜２０ｄＢ）が得られていないなどの性能の制限が見られる。このような制限があるために、光強度変調／直接検波方式を適用する簡便な構成の光送信器及び光受信器で、実用的な性能のＳＳＢ変調信号の生成は困難である。
【００１９】
本発明は、かかる課題を鑑みてなされたものであり、ＳＳＢ変換が施される光強度変調信号の強度波形の劣化を抑制し、光強度変調信号の符号誤り率や受信感度を向上させる、光情報伝送システム、及び光送信器の提供を、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
（１）上記課題を解決するために、本発明に係る光情報伝送システムは、両側サイドバンド変調信号に片側サイドバンド変換を施して片側サイドバンド変調信号を生成する片側サイドバンド変換回路と、前記片側サイドバンド変調信号の強度を前記両側サイドバンド変調信号の強度に近づけるよう補正する補正回路と、前記補正回路により補正された変調信号に基づいて光変調信号を出力する光変調器と、を備える光送信器部と、前記光送信器が出力する前記光変調信号を受信して、その強度成分を直接検波する、光受信器部と、を備える。
【００２１】
（２）上記（１）に記載の光情報伝送システムであって、前記補正回路は、前記片側サイドバンド変調信号の実部成分の強度から、前記片側サイドバンド変調信号の虚部成分の強度に一定の定数を乗じたものを減算する構成を含んでいてもよい。
【００２２】
（３）上記（１）又は（２）に記載の光情報伝送システムであって、前記光変調器は、光ＩＱ変調器であり、前記光ＩＱ変調器は、変調端子Ｉ及び変調端子Ｑを有し、前記補正された変調信号の実部強度信号が前記変調端子Ｉに入力されてもよい。
【００２３】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の光情報伝送システムであって、前記片側サイドバンド変換回路は、ナイキスト透過特性を有するナイキストフィルタを含んでいてもよい。
【００２４】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の光情報伝送システムであって、前記光送信器部と前記光受信器部との間に配置される、光ファイバ伝送路を、さらに備え、前記光送信器部は、前記補正回路と前記光変調器との間に配置されるとともに、前記光ファイバ伝送路の波長分散とは逆の伝達関数を印加する、波長分散予等化回路を、さらに備えていてもよい。
【００２５】
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の光情報伝送システムであって、前記光送信器部は、前記補正回路と前記光変調器との間に配置される他の補正回路を備え、前記他の補正回路は、前記補正回路が出力する第１変調信号に、前記片側サイドバンド変換を施して、第２変調信号を生成し、前記第２変調信号の強度を前記両側サイドバンド変調信号の強度にさらに近づけるよう補正してもよい。
【００２６】
（７）本発明に係る光情報伝送システムは、両側サイドバンド変調信号に片側サイドバンド変換を施して片側サイドバンド変調信号を生成する片側サイドバンド変換回路と、前記片側サイドバンド変換回路が生成する前記片側サイドバンド変調信号に基づいて光変調信号を出力する光変調器と、を備える光送信器部と、前記光送信器が出力する前記光変調信号を受信して、前記光変調信号の強度を直接検波して受信信号を生成する、光受信器部と、を備える、光情報伝送システムであって、光受信器部は、前記受信信号の強度が、前記両側サイドバンド変調信号の強度に近づくよう、前記受信信号の強度を補償する、補償回路を、備えていてもよい。
【００２７】
（８）上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の光情報伝送システムであって、互いに異なる周波数の光変調信号を出力する、複数の前記光送信器部と、前記複数の前記光送信器部それぞれが出力する前記光変調信号を合波して波長多重光変調信号を出力する、光合波器と、前記波長合波器が出力する前記波長多重光変調信号を受信し、各前記光送信器部が出力する前記光変調信号の周波数ごとに、複数の前記光変調信号に分波する、光分波器と、前記波長分波器が出力する前記複数の前記光変調信号がそれぞれ入力される、複数の前記光受信器部と、をさらに備えていてもよい。
【００２８】
（９）上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の光情報伝送システムであって、前記光変調信号は、ベースバンド光多値強度変調された光信号であってもよい。
【００２９】
（１０）本発明に係る光送信器は、両側サイドバンド変調信号に片側サイドバンド変換を施して片側サイドバンド変調信号を生成する片側サイドバンド変換回路と、前記片側サイドバンド変調信号の強度を前記両側サイドバンド変調信号の強度に近づけるよう補正する補正回路と、前記補正回路により補正された変調信号に基づいて光変調信号を出力する光変調器と、を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明により、ＳＳＢ変換が施される光強度変調信号の強度波形の劣化を抑制し、光強度変調信号の符号誤り率や受信感度を向上させる、光情報伝送システム、及び光送信器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光情報伝送システムの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る波形歪補正回路の一例を示す回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る光送信器部の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る波形歪補正回路の一例を示す回路図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る光送信器部の構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第３の実施形態にかかる電気信号スペクトルを示す模式図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る光送信器部の構成を示す模式図である。
【図８】本発明の第４の実施形態にかかる電気信号スペクトルを示す模式図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る光送信器部の構成を示す模式図である。
【図１０Ａ】本発明の第５の実施形態に係る光情報伝送システムを用いた数値シミュレーション結果を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の第５の実施形態に係る光情報伝送システムを用いた数値シミュレーション結果を示す図である。
【図１０Ｃ】本発明の第５の実施形態に係る光情報伝送システムを用いた数値シミュレーション結果を示す図である。
【図１０Ｄ】本発明の第５の実施形態に係る光情報伝送システムを用いた数値シミュレーション結果を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の第５の実施形態に係る光情報伝送システムにて実験的に生成したナイキスト光４値強度変調信号の符号誤り率特性を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の第５の実施形態に係る光情報伝送システムにて実験的に生成したナイキスト光４値強度変調信号の周波数スペクトルを示す図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る光送信器部の構成を示す模式図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態に係る光情報伝送システムの構成を示す模式図である。
【図１４】本発明の第８の実施形態に係る光情報伝送システムの構成を示す模式図である。
【図１５】従来技術に係る光情報伝送システムの構成を示す模式図である。
【図１６】ＳＳＢ変調の原理を説明する図である。
【図１７】光ＳＳＢ変調信号の波形を示す図である。
【図１８Ａ】光振幅変調信号のスペクトルを示す図である。
【図１８Ｂ】光振幅変調信号の信号点配置を示す図である。
【図１８Ｃ】光振幅変調信号の受信強度波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、図面に基づき、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、以下に示す図は、あくまで、実施形態の実施例を説明するものであって、図の大きさと本実施例記載の縮尺は必ずしも一致するものではない。
【００３３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光情報伝送システムの構成を示す模式図である。当該実施形態に係る光情報伝送システムは、ベースバンド光多値強度変調される光信号を伝送するものであり、伝送距離数１００ｍ〜数１０ｋｍの比較的短距離の光ファイバ伝送回線によって伝送している。当該実施形態に係る光情報伝送システムは、光送信器部１と、光受信器部３と、光伝送部４と、を備えている。
【００３４】
光送信器部１は、光多値強度変調ＳＳＢ送信器であり、波形歪補正回路１１と、光ＩＱ変調器１２と、分岐点２０と、多値符号化回路２１と、平方根回路２２と、ヒルベルト変換回路２３と、２個のＤＡ変換器２４Ａ，２４Ｂと、２個のドライバアンプ２５Ａ，２５Ｂと、送信レーザ光源２６と、を含んでいる。
【００３５】
光受信器部３は、直接検波光受信器であり、ＰＤモジュール３１と、ＡＤ変換器３２と、等化回路３３と、多値復号回路３４と、を含んでいる。また、光伝送部４は、光ファイバ伝送路４１を含んでおり、光ファイバ伝送路４１は、伝送距離数１００ｍ〜数１０ｋｍの比較的短距離の光ファイバ伝送回線からなる。
【００３６】
当該実施形態に係る光情報伝送システムの主な特徴は、光送信器部１が、両側サイドバンド（ＤＳＢ）変調信号に片側サイドバンド（ＳＳＢ）変換を施して片側サイドバンド（ＳＳＢ）変調信号を生成する片側サイドバンド変換回路と、片側サイドバンド変調信号の強度を両側サイドバンド変調信号の強度に近づけるよう補正する補正回路と、補正回路により補正された変調信号に基づいて光変調信号を出力する光変調器と、を備えることにある。そして、光受信器部３が、光送信器部１が出力する光変調信号を受信して、その強度成分を直接検波する。なお、光受信器部３が光直接検波をするために、ＳＳＢ変換回路１０Ａにおいて、光直接検波に必要な中心キャリア成分（周波数ゼロ）も透過させる特性をもつものとしている（残留キャリアＳＳＢ）。
【００３７】
当該実施形態に係る光情報伝送システムは、ＳＳＢ化された光強度変調信号を直接検波受信する際に生じる受信強度波形の劣化を抑制し、受信するＳＳＢ信号の符号誤り率及び受信感度を改善することができ、生成されるＳＳＢ信号のサイドバンド抑圧比を向上することができる。また、強度変調／直接検波方式という簡便な構成で、ＳＳＢ化され光周波数帯域幅が低減された光変調信号の伝送を実現している。
【００３８】
光送信器部１において、外部より入力される情報信号が多値符号化回路２１へ入力され、多値符号化回路２１は、光強度領域で等間隔となる４値多値符号（ＤＳＢ変調信号）に符号化する。次に、平方根回路２２は、光電界領域の多値信号に変換する。当該多値信号は、分岐点２０にて２つに分岐され、一方は実部信号ｉとなる。他方は、ヒルベルト変換回路２３へ入力され、ヒルベルト変換回路２３がヒルベルト変換して、虚部信号ｑとする。両方の信号は、共に波形歪補正回路１１へ入力される。すなわち、波形歪補正回路１１へ入力される信号は、ＳＳＢ変調信号の実部信号ｉと虚部信号ｑである。ここで、ＤＳＢ変調信号にＳＳＢ変換を施してＳＳＢ変調信号を生成するＳＳＢ変換回路１０Ａは、分岐点２０と、平方根回路２２と、ヒルベルト変換回路２３と、を含んでいる。
【００３９】
波形歪補正回路１１では、ＳＳＢ変調信号の実部信号ｉと虚部信号ｑとに波形歪の補正演算Ｇ（ｉ，ｑ）を実施し、補正後のＳＳＢ変調信号の実部信号ｉ’と虚部信号ｑ’を出力する。このとき出力信号の強度（ｉ’＾２＋ｑ’＾２）は、入力信号ｉ’の強度（ｉ＾２）に近づけるように補正される。出力信号の強度（ｉ’＾２＋ｑ’＾２）は、入力信号ｉ’の強度（ｉ＾２）に略等しいのが望ましく、等しくなるのがさらに望ましい。そして、虚部信号ｑ’が実部信号ｉ’のヒルベルト変換と実質的になっているのが望ましい。波形歪補正回路１１が上記補正を行うことにより、光ＩＱ変調器１２から出力される光変調信号は、その強度波形が所望の多値変調信号に近づけられており、かつサイドバンドが抑圧されたＳＳＢ変調信号となる。
【００４０】
波形歪補正回路１１からの出力信号（実部信号ｉ’及び虚部信号ｑ’）はそれぞれ、ＤＡ変換器２４Ａ，２４Ｂでアナログ信号に変換され、ドライバアンプ２５Ａ，２５Ｂで増幅された後に、実部信号Ｉ及び虚部信号Ｑとして、光ＩＱ変調器１２の変調端子Ｉ及び変調端子Ｑにそれぞれ入力される。すなわち、実部信号Ｉ及び虚部信号Ｑが、光ＩＱ変調器１２の入力電気信号である。ここで、光ＩＱ変調器１２は、マッハツェンダ型光変調器（ＬＮ変調器）の一種であり、マッハツェンダ干渉計が２段になった入れ子構造を有している。光ＩＱ変調器１２には送信レーザ光源２６の出力する一定強度の無変調光が入力されており、変調端子Ｉ及び変調端子Ｑそれぞれのバイアス電圧が光透過特性のゼロ点に近い場合、各変調端子への入力電気信号に対して光電界を線形に変調する特性を持つ。実部信号Ｉ及び虚部信号Ｑは、実部信号ｉ’及び虚部信号ｑ’に基づいて生成されており、光ＩＱ変調器１２は、波形歪補正回路１１により補正された変調信号（実部信号ｉ’及び虚部信号ｑ’）に基づいて、光変調信号を出力する。
【００４１】
光ＩＱ変調器１２から出力される光変調信号（光ＳＳＢ変調信号）は、光伝送部４の光ファイバ伝送路４１上を伝送され、光受信器部３にて受信される。受信される光変調信号（ＳＳＢ信号光）は、ＰＤモジュール３１でアナログ電気信号に変換され、ついでＡＤ変換器３２でデジタル信号に変換され、等化回路３３及び多値復号回路３４で波形等化と多値符号判定処理が施され、元の情報信号が復元される。なお、当該実施形態に係る光受信器部３は、ベースバンド光多値強度変調ＳＳＢ信号の受信にデジタル信号処理を用いるものとしたが、これに限定されることなく、ＰＤモジュール３１から出力されるアナログ電気信号をアナログ的に等化・判定する構成としてもよい。
【００４２】
なお、ヒルベルト変換回路２３は、図１６（ｂ）に示すヒルベルト変換特性を持つデジタル回路である。しかしながら、これに限定されることはなく、アナログ回路や片側サイドバンドを抽出する帯域フィルタなどの形態で近似的に代替することが出来る。ここでは、符号化やヒルベルト変換をデジタル信号処理を用いて実現しており、図１に示す通り、ヒルベルト変換回路２３の出力側に、ＤＡ変換器２４Ｂを配置し、アナログ電気信号に変換している。
【００４３】
図２は、当該実施形態に係る波形歪補正回路１１の一例を示す回路図である。図２に示す波形歪補正回路１１は、上述した波形歪補正回路１１の補正動作を近似的に実現（１次近似補正）するものである。波形歪補正回路１１は、平方根回路２２と、二乗回路２７と、負定数重み二乗回路６０と、加算器６１と、を含んでいる。波形歪補正回路１１に入力される光電界領域の実部信号ｉは、二乗回路２７により、実部強度信号ｐに変換される。また、波形歪補正回路１１に入力される光電界領域の虚部信号ｑは、内部で２つに分岐され、一方は虚部信号ｑ’としてそのまま出力され、他方は負定数重み二乗回路６０に入力される。負定数重み二乗回路６０は、入力される信号を二乗後に一定の負定数（−Ｃ）を乗じて、加算器６１へ出力する。加算器６１は入力される２つの信号を加算して、補正された実部強度信号ｐ’を出力し、実部強度信号ｐ’は平方根回路２２に入力される。ここで、実部強度信号ｐ’は、ｐ’＝ｐ−Ｃ＊ｑ＾２＝ｉ＾２−Ｃ＊ｑ＾２と書き表すことが出来る（定数Ｃは略１となる定数）。すなわち、波形歪補正回路１１は、ＳＳＢ変調信号の実部成分の強度から、ＳＳＢ変調信号の虚部成分の強度に一定の正定数を乗じたものを減算する構成を含んでいる。そして、平方根回路２２は、実部強度信号ｐ’を光電界領域の信号に変換し、実部信号ｉ’として出力する。
【００４４】
図２に示す波形歪補正回路１１は、ＳＳＢ変調信号の虚部成分（虚部信号ｑ）の強度が実部成分（実部信号ｉ）の強度ｐよりも十分に小さいという仮定の下で、上述した波形歪補正回路１１の補正動作を一次近似したものである。すなわち、所望の理想的な光多値信号の強度をｐ＝ｉ＾２とすると、ＳＳＢ変調信号の強度は（ｉ＾２＋ｑ＾２）となり、ｑ＾２だけが誤差が生じる。そこで、波形歪補正回路１１では、実部信号の強度をｑ＾２だけ弱めて、ｉ’＝ｓｑｒｔ（ｉ＾２−Ｃ＊ｑ＾２）、ｑ’＝ｑとしてそれぞれ出力している。このようにすると、補正定数Ｃ＝１の場合にはＳＳＢ変調信号の強度は、ｉ’２＋ｑ’＾２＝ｉ＾２となり、理想的な多値信号の強度と合致する。なお、補正の結果、出力信号のＳＳＢ条件が劣化しサイドバンド抑圧比が若干劣化するものの、ｉ＾２＞＞ｑ＾２の条件が成り立てば、波形歪補正回路１１による補正量は十分小さく、サイドバンド抑圧比の劣化も小となる。なお、補正定数Ｃは理論的には１の場合に最適となるが、実際には計算誤差や近似誤差により補正定数Ｃ＝１から若干ずれた点に最適点が存在する場合もある。
【００４５】
当該実施形態では、多値符号化回路２１で光強度領域の多値符号を生成した後に、平方根回路２２で光電界領域の多値信号に変換しているが、これに限定されることはない。例えば、平方根回路２２の機能を多値符号化回路２１に一体化して、多値符号化回路にて直接、光電界領域の多値符号を生成してもよい。また、当該実施形態では、多値符号化回路２１で生成する多値符号は４値多値符号としているが、これに限定されることはない。ベースバンド光多値強度変調に適用可能な符合であれば特に多値数や符号間隔に制限はない。例えば６値・８値などの多値強度変調を用いたり、光増幅器やアバランシェ型光検出器の雑音分布に適した電界領域で略等間隔（強度領域では不等間隔）の多値符号を利用してもよい。また多値符号が２値符号であってもよく、本明細書において、多値強度変調信号は、２値強度変調信号を含んでいる。
【００４６】
当該実施形態において、ＳＳＢ変換は、虚部信号（ｑ，ｑ’，Ｑ）が実部信号（ｉ，ｉ’，Ｉ）のヒルベルト変換となるものとしたが、内部の演算が等価であれば適宜座標変換を行う実装としてもよい。具体的な例としては、実部信号と虚部信号を交換し前者が後者のヒルベルト変換となるようにしてもよい。また、（Ｉ，Ｑ）平面上で回転座標変換を行ったり、極座標で演算を行ったり、光ＩＱ変調器として極座標変調を用いたり、多数のバリエーションが存在するが、どれも等価な構成である。
【００４７】
当該実施形態において、光ＩＱ変調器は光ＩＱ変調器１２としているが、これに限定されるものではない。光ＳＳＢ変調信号の生成に必須となる光電界変調機能を有すれば、他の光変調器であってもよい。例えば、両相駆動マッハツェンダ型光変調器を極座標変調する構成、光強度変調器又は光振幅変調器と光位相変調器とを縦続接続した構成などであってもよく、それぞれ駆動方法や出力信号の形態に合わせて適宜、出力信号の座標変換や振幅／強度変換を行えばよい。
【００４８】
モバイル端末の爆発的増加やクラウドコンピューティング等の普及に伴い、インターネットの情報処理・伝送を担うデータセンタ内・データセンタ間で、急速なトラフィックの増加が続いている。このような超高速の情報伝送の大部分は光ファイバ伝送で実現されており、特に、伝送距離数１００ｍ〜数１０ｋｍの比較的短距離の光ファイバ伝送回線の速度の大幅な高速化が望まれている。現行の大容量伝送規格の代表は１００Ｇイーサ（ＩＥＥＥ８０２．３  １００ＧｂＥ）であるが、次世代の大容量光ファイバ伝送の規格化として、伝送容量をさらに４倍化する４００Ｇイーサの標準化も進められている。これらの短距離向け大容量光送受信器においては、大容量伝送を可能にする多値変調（特にベースバンド光多値強度変調）の組み合わせが有効である。当該実施形態に係る光情報伝送システムは、ベースバンド光多値強度変調信号を用いており、伝送距離数１００ｍ〜数１０ｋｍの比較的短距離の光ファイバ伝送に最適である。
【００４９】
多値変調は、変復調に用いる光信号レベルを例えば２値から４値などに増やすことにより、１変調時間（シンボル）に伝送できる光情報量を増大する技術である。それゆえ、本発明は多値強度変調に広く適用することができる。特に、帯域分割やマルチキャリア化などを行わず、情報信号をそのまま多値信号に割り当てて光強度のみを変調するベースバンド光多値強度変調は、もっとも簡素な構成となり短距離用途に適した変復調方式である。当該実施形態に係る光情報伝送システムは、４値となるベースバンド光多値強度変調信号を用いていることにより、格別な効果を奏している。
【００５０】
［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る光送信器部１の構成を示す模式図である。当該実施形態に係る光情報伝送システムは、光送信器部１の構成が異なる点を除いて、第１の実施形態に係る光情報伝送システムと同じである。具体的には、平方根回路２２の配置が異なっており、それに伴って、波形歪補正回路１３及び光ＩＱ変調器１４の構成が異なっている。当該実施形態に係るＳＳＢ変換回路１０Ｂは、分岐点２０と、平方根回路２２と、ヒルベルト変換回路２３と、を含んでいる。
【００５１】
図３に示す通り、光送信器部１において、多値符号化回路２１が４値多値符号を出力している。当該４値多値符号は、分岐点２０にて２つに分岐され、一方はＳＳＢ変調信号の実部強度信号ｐとして、波形歪補正回路１３へ入力される。また、ヒルベルト変換回路２３の前段に平方根回路２２が配置されており、他方は、平方根回路２２により光電界領域の多値信号に変換され、ヒルベルト変換回路２３は、ＳＳＢ変調信号の虚部信号ｑにヒルベルト変換して、波形歪補正回路１３へ入力する。
【００５２】
図４は、当該実施形態に係る波形歪補正回路１３の一例を示す回路図である。図２に示す第１の実施形態に係る波形歪補正回路１１と同様に、波形歪補正回路の動作を近似的に実現するものである。波形歪補正回路１３は、負定数重み二乗回路６０と、加算器６１と、を含んでいる。波形歪補正回路１３に、実部強度信号ｐと、虚部信号ｑとが入力される。虚部信号ｑは、２つに分岐され、一方は虚部信号ｑ’としてそのまま出力されるとともに、他方は負定数重み二乗回路６０に入力される。負定数重み二乗回路６０は、入力される信号を二乗後に一定の定数（−Ｃ）を乗じて、加算器６１へ入力する。加算器６１は入力される２つの信号を加算して、実部強度信号ｐ’として出力する。実部強度信号ｐ’は、ｐ’＝ｐ−Ｃ＊ｑ＾２＝ｉ＾２−Ｃ＊ｑ＾２と書き表すことが出来る（定数Ｃは略１となる定数）。ＤＳＢ変調信号の強度は、ＳＳＢ変調信号の実部成分の強度信号ｐと等しいので、波形歪補正回路１３は、ＳＳＢ変調信号の実部成分の強度から、ＳＳＢ変調信号の虚部成分の強度に一定の定数を乗じたものを減算する構成を含んでいる。
【００５３】
波形歪補正回路１３からの出力信号（実部強度信号ｐ’及び虚部信号ｑ’）はそれぞれ、ＤＡ変換器２４Ａ，２４Ｂでアナログ信号に変換され、ドライバアンプ２５Ａ，２５Ｂで増幅された後に、実部強度信号Ｉ＊及び虚部信号Ｑとして、光ＩＱ変調器１４の変調端子Ｉ及び変調端子Ｑにそれぞれ入力される。すなわち、実部強度信号Ｉ＊及び虚部信号Ｑが、光ＩＱ変調器１４の入力電気信号であり、光ＩＱ変調器１４は、強度信号Ｉ＊及び虚部信号Ｑに基づいて、光変調信号を生成する。実部強度信号Ｉ＊が入力される変調端子Ｉ（変調端子Ｉ＊）は光ＩＱ変調器１４内部の子ＭＺ変調器で強度変調が実現できるよう、バイアス点を光強度透過特性の肩の部分（バイアス点は強度５０％透過点）付近に設定される。これに対して、変調端子Ｑに入力される虚部信号Ｑは、光信号の虚部電界変調に用いられる（バイアス点はゼロ点）。このようにすることで、波形歪を低減したベースバンド光多値強度変調ＳＳＢ信号を近似的に生成することが可能となる。
【００５４】
当該実施形態に係る光情報伝送システムも、第１の実施形態に係る光情報伝送システムと同様に、受信強度波形の劣化を抑制し、受信するＳＳＢ信号の符号誤り率及び受信感度を改善し、ＳＳＢ信号のサイドバンド抑圧比を向上することができている。さらに、当該実施系に係る光ＩＱ変調器１４の変調端子Ｉに、実部強度信号Ｉ＊が入力されている。変調端子Ｉのバイアス点を強度５０％（９０度バイアス）とすることにより、光ＩＱ変調器１４は、実部強度信号Ｉ＊及び虚部信号Ｑに基づいて光変調信号を出力することが出来る。波形歪補正回路１３は、実部強度信号ｐ’及び虚部信号ｑ’を出力しており、光ＩＱ変調器１４は、波形歪補正回路１３により補正された変調信号（実部強度信号ｐ’及び虚部信号ｑ’）に基づいて、光変調信号を出力する。波形歪補正回路は、ｐ’＝ｐ−Ｃ＊ｑ＾２との演算を施す構成を含んでいるので、実部強度信号ｐ’を出力することにより、波形歪補正回路１３はより簡便な回路構成となっている。また、実部強度信号を変調端子Ｉへの入力信号とすることにより、より簡便な回路構成で、光送信器部を形成することが出来る。
【００５５】
［第３の実施形態］
図５は、本発明の第３の実施形態に係る光送信器部１の構成を示す模式図である。当該実施形態に係る光情報伝送システムは、光送信器部１が、ナイキストフィルタ透過特性を有するナイキストフィルタ５１をさらに備える点を除いて、第２の実施形態に係る光情報伝送システムと同じである。光送信器部１において、多値符号化回路２１の後段にナイキストフィルタ５１が配置されている。当該実施形態に係るＳＳＢ変換回路１０Ｃは、分岐点２０と、平方根回路２２と、ヒルベルト変換回路２３と、ナイキストフィルタ５１と、を含んでいる。これにより、光信号の帯域をさらに狭窄化するナイキスト光変調が実現される。なお、ナイキスト変調は、電気信号スペクトルを矩形化することにより、信号周波数帯域を概ね１／２に低減する技術である。ナイキスト光多値変調の一例が、非特許文献２に開示されている。
【００５６】
図６は、当該実施形態にかかる電気信号スペクトルを示す模式図である。図６（ａ）は、ナイキストフィルタ５１へ入力される電気多値信号のスペクトルを示しており、信号帯域幅は約２Ｒ（Ｒは変調速度、帯域幅は光領域でも同一）である。当該実施形態に係るナイキストフィルタ５１は、レイズドコサイン型フィルタ（ロールオフ率α）であり、図６（ｂ）は、ナイキストフィルタ５１の周波数特性（透過強度）を示している。その周波数特性は、幅が約Ｒ（−Ｒ／２〜＋Ｒ／２）となる略矩形状の透過特性（ナイキスト透過特性）となっており、フィルタを有限段数で実装した場合の誤差を低減するため、フィルタの両サイドにロールオフ率αの傾斜がつけられている。すなわち、周波数が−Ｒ／２未満（厳密には、−（Ｒ／２＋α）以下）の領域で透過率が０であり、周波数が−（Ｒ／２＋α）から−Ｒ／２の幅αの領域において、透過率が０から１へ上昇している。周波数が−Ｒ／２〜＋Ｒ／２の領域で透過率が０であり、周波数がＲ／２からＲ／２＋αの領域において、透過率が１から０へ降下している。そして、Ｒ／２より大きい（Ｒ／２＋α以上）の領域で透過率が０となっている。
【００５７】
図６（ｃ）は、ナイキストフィルタ５１が出力する電気信号（電気ナイキスト多値信号）のスペクトルを示しており、幅が約Ｒの略矩形スペクトルとなっている。かかるスペクトルは、図６（ａ）と比べて周波数帯域幅が約１／２に削減される。図６（ｄ）は、ＳＳＢ変換された電気信号（電気ナイキスト多値ＳＳＢ信号）のスペクトルを示しており、幅が約Ｒ／２の略矩形スペクトルとなっている。図６（ｃ）と比べて周波数帯域幅はさらに１／２に削減される。その結果、非常に狭帯域のベースバンド光多値強度変調ＳＳＢ信号を得ることが出来る。
【００５８】
ナイキストフィルタ５１は、ナイキスト条件を満たす無歪み矩形スペクトルフィルタであり、通信分野で広く用いられており、例えばＦＩＲフィルタなどを用いて簡単に実現できる。当該実施形態では、送信側（光送信器部１）にのみナイキストフィルタを配置しているが、これに限定されることはなく、ルートレイズドコサインフィルタを用いることにより、送信側（光送信器部１）と受信側（光受信器部３）とに分けて配置してもよい。
【００５９】
［第４の実施形態］
図７は、本発明の第４の実施形態に係る光送信器部１の構成を示す模式図である。当該実施形態に係る光情報伝送システムは、光送信器部１におけるＳＳＢ変換回路の構成が異なる以外は、第３の実施形態に係る光情報伝送システムと同じである。当該実施形態に係るＳＳＢ変換回路１０Ｄは、分岐点２０と、平方根回路２２と、二乗回路２７と、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａ，５２Ｂと、を含んでいる。ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａ，５２Ｂは、ナイキストフィルタリングとＳＳＢフィルタを合成し一括フィルタリングを施すことが出来るフィルタである。すなわち、ナイキストフィルタとヒルベルト変換回路を、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａ（実部）及びナイキストＳＳＢフィルタ５２Ｂ（虚部）で置換している。ＳＳＢ変換回路１０Ｄは、ナイキストフィルタの機能を備えるナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａ，５２Ｂを含んでいる。
【００６０】
当該実施形態では、符号化回路２１の後段に、平方根回路２２を配置し、平方根回路２２が、強度領域の多値信号を光電界領域の多値信号に変換している。それゆえ、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａに実部信号が入力する。ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａから出力される出力信号は、実部信号なので、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａの後段に二乗回路２７を配置して、二乗回路２７が実部強度信号ｐに変換している。
【００６１】
図８は、当該実施形態にかかる電気信号スペクトルを示す模式図である。図８（ａ）は、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａ，５２Ｂへ入力される電気多値信号のスペクトルを示している（信号帯域幅は約２Ｒ）。図１６（ｂ）に示す通り、ＳＳＢ変換は信号の片側スペクトルのみを抽出する周波数領域の帯域フィルタリングと考えることができるため、同じようにスペクトル領域のフィルタリングを行うナイキストフィルタと合成して実装することが可能である。図８（ｂ）は、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａ，５２Ｂの周波数特性（透過強度）を示している。図８（ｂ）に示す周波数特性は、図６（ｂ）に示すナイキストフィルタ５１と、図１６（ｂ）に示すＳＳＢ変換とを合成したものである。当該実施形態に係るナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａ，５２Ｂの周波数特性には、第３の実施形態に係るナイキストフィルタ５１の周波数特性と同様に、フィルタの両サイドにロールオフ率αの傾斜がつけられている。図８（ｃ）は、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａ，５２Ｂが出力する電気信号（電気ナイキスト多値ＳＳＢ信号）のスペクトルを示しており、幅が約Ｒ／２の略矩形スペクトルとなっている。かかるスペクトルは、図８（ａ）と比べて周波数帯域幅が約１／４に削減される。
【００６２】
［第５の実施形態］
図９は、本発明の第５の実施形態に係る光送信器部１の構成を示す模式図である。当該実施形態に係る光情報伝送システムは、光送信器部１の構成が異なる以外は、第４の実施形態に係る光情報伝送システムと同じである。具体的には、以下の点で第４の実施形態と異なっている。第１に、当該実施形態に係るＳＳＢ変換回路１０Ｅにおいて、平方根回路２２が分岐点２０とナイキストＳＳＢフィルタ５２Ｂとの間に配置され、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａの後段に二乗回路２７が配置されていない。第２に、波形歪補正回路１５は平方根回路２２をさらに備えている。第３に、光送信器部１はさらに、波長分散予等化回路５４と二乗回路２７をさらに備えている。
【００６３】
当該実施形態に係るＳＳＢ変換回路１０Ｅは、分岐点２０と、平方根回路２２と、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａ，５２Ｂと、を含んでいる。ＳＳＢ変換回路１０Ｅにおいて、平方根回路２２は分岐点２０とナイキストＳＳＢフィルタ５２Ｂとの間に配置されており、平方根回路２２が実施するｓｑｒｔ演算の位置を近似的に移動させている。多値符号化回路２１が出力する多値符号（強度多値信号）は、分岐点２０にて２つに分岐され、一方は、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａ（実部）に入力され、実部強度信号ｐとなる。それゆえ、第４の実施形態と異なり、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ａの後段に二乗回路２７が配置されていない。また、他方は、平方根回路２２に入力され電界信号（光電界境域の多値信号）に変換された後に、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ｂ（虚部）に入力され、虚部信号ｑとなる。厳密には、平方根回路２２とナイキストＳＳＢフィルタ５２Ｂ（虚部）との順序を逆転させる必要があるが、ナイキストＳＳＢフィルタ５２Ｂ（虚部）の出力信号が正負双方の符号を有するので、後段の平方根回路２２において特別な符号処理が必要となる。それゆえ、当該実施形態では近似的に両者を逆順で実装しているが、性能に大きな影響がないことを確認している。
【００６４】
波形歪補正回路１５において、図４に示す波形歪補正回路１３と異なり、加算器６１の後段に平方根回路２２が配置されている。加算器６１が出力する実部強度信号ｐ’を、平方根回路２２は、光電界領域の信号に変換し、新たな実部信号ｉ’として出力する。それゆえ、波形歪補正回路１５の入力信号は、実部強度信号ｐと虚部信号ｑであり、出力信号は実部信号ｉ’と虚部信号ｑ’である。なお、加算器６１が出力する実部強度信号ｐ’は常に正の値をとるため、後段の平方根回路２２においては符号を考慮する必要はない。
【００６５】
光送信器部１において、波形歪補正回路１５と光ＩＱ変調器１４との間に、波長分散予等化回路５４が配置されている。波長分散予等化回路５４は、波形歪補正回路１５の後段に配置されており、波形歪補正回路１５が出力する実部信号ｉ’及び虚部信号ｑ’が波長分散予等化回路５４へ入力される。波長分散予等化回路５４は、あらかじめ光ファイバ伝送路４１の波長分散とは逆の伝達関数を印加する回路であり、光ファイバ伝送によって生じる波形劣化を補償して伝送距離を伸ばすことを可能とする。当該実施形態において、波長分散予等化回路５４の後段に二乗回路２７が配置されており、波長分散予等化回路５４が出力する実部信号を二乗回路２７が実部強度信号に変換し、実部強度信号がＤＡ変換器２４Ａへ入力される。
【００６６】
図１０Ａ乃至図１０Ｄは、当該実施形態に係る光情報伝送システムを用いた数値シミュレーション結果を示す図である。数値シミュレーションでは、ナイキスト光４値強度変調信号光を生成し、その直接検波受信を行っている。図１０Ａ乃至図１０Ｃはそれぞれ、数値シミュレーションで計算した光ＳＳＢ変調信号の受信強度波形を示しており、受信強度波形の右側に、波形中央時刻での波形のヒストグラムを示している。また、図１０Ｄは、エラーベクトル振幅（ＥＶＭ）を示している。なお、ＥＲは、光送信器から出力される光多値信号の消光比（ＥＲ＝Ｌ３／Ｌ０：Ｌ３は４値信号の最大レベル、Ｌ０は４値信号の最小レベル）である。
【００６７】
図１０Ａは、消光比７ｄＢかつ波形歪補正回路１５をオフ（Ｃ＝０）とした場合を示している。受信強度波形に大きな歪を生じ、ヒストグラムが大きく広がっている。これは、上述の通り、ヒルベルト変換で追加された虚部信号の強度が波形歪を引き起こすからである。図１０Ｂは、光ＩＱ変調器１４の変調端子Ｉ＊のバイアス点を調整し、光４値信号の消光比を４．２ｄＢに低下させた場合を示している。図１０Ａと同様に波形歪補正回路１５をオフ（Ｃ＝０）としている。図１０Ｂに示す受信強度波形は、図１０Ａと比べて、波形歪が減少している。消光比を下げると変調振幅が小となるため受信感度が劣化するが、実部成分に比べて虚部成分の強度が相対的に小なるため波形歪が減少するためである。図１０Ｃは、消光比を４．２ｄＢとし、波形歪補正回路１５が補正を行った場合を示しており、補正定数ＣはＣ＝１．８である。
【００６８】
図１０Ｂ及び図１０Ｃはともに、消光比が４．２ｄＢの場合を示しているが、かかる値は、ナイキスト光４値強度変調信号の実験において過去にも利用している値であり、実用上も妥当な値である。図１０Ｂに示す受信波長波形の中央及びヒストグラムには、大きな波長歪が残留しているが、図１０Ｃに示す受信強度波形は、図１０Ｂと比べて、波形歪が顕著に減少している。ヒスとグラムの広がりも顕著に減少している。
【００６９】
図１０Ｄは、光多値ＳＳＢ変調信号の消光比に対する受信後の波形歪み量を示している。図の横軸は消光比（Extinction Rate）を、図の左縦軸は波形歪みの目安となるＥＶＭを、図の右縦軸はＥＶＭ値に相当する信号対ノイズ歪比（ＳＮＤＲ）を、それぞれ示している。Ｃは、波形歪補正回路１５の負定数重み二乗回路６０の波形歪補正定数Ｃ（ISI Compensation Factor）である。なお、ISIは、Inter-Symbol Interferenceであり、波形歪みを意味する。
【００７０】
伝送特性に影響の無い良好な信号品質を得るには、ＥＶＭ＜５％（ＳＮＤＲ＞２６ｄＢ）であるのが望ましく、ＥＶＭ＜３％（ＳＮＤＲ＞３０ｄＢ）であるのがさらに望ましい。波形歪補正回路１５をオフ（Ｃ＝０）とした場合、例えば、図１０Ｂに示す受信強度波形は、ＥＶＭ約７％（ＳＮＤＲ約２４ｄＢ）と、これらの基準に達していない。
【００７１】
これに対して、波形歪補正回路１５による補正を行う場合の数値シミュレーションでは、図１０Ｄに示すＣ＝１．０の曲線のように、大幅なＥＶＭとＳＮＤＲの改善が確認できる。複数の補正定数Ｃの値に対する数値シミュレーションでは、ＥＲが６ｄＢ以下で、波形歪が最も小さくなるのはＣ＝１．８の場合である。Ｃ＝１．８の場合には、受信強度波形の波長歪も大きく削減されており、図１０Ｃに示す良好は受信強度波形が得られている。消光比４．２ｄＢの条件でＥＶＭ＝２．７％（ＳＮＤＲ＝３１．３ｄＢ）と高品質の受信強度波形が得られることが確認されている。
【００７２】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、当該実施形態に係る光情報伝送システムにて実験的に生成したナイキスト光４値強度変調信号の符号誤り率特性と周波数スペクトルをそれぞれ示す図である。実験においては、図１０Ａ乃至図１０Ｄに示す数値シミュレーション結果とは若干異なり、補正定数Ｃ＝１．２の際に、受信強度波形の波形歪が最も小さくなっていることが確認されている。このように、補正定数Ｃは１以上２以下が望ましく、特に、１．２以上１．８以下がさらに望ましい。
【００７３】
図１１Ａの横軸は平均受信強度（ｄＢｍ）を示しており、縦軸は符号誤り率特性（ＢＥＲ）を対数スケールで示している。図１１Ａに示すシンボル■は、光ＤＳＢ変調信号を直接検波する際の符号誤り率であり、シンボル□は、波形歪補正回路１５をオフ（Ｃ＝０）にして生成した光ＳＳＢ変調信号を直接検波する際の符号誤り率であり、シンボル○は、波形歪補正回路１５による補正（Ｃ＝１．２）を行って生成した光ＳＳＢ変調信号を直接検波する際の符号誤り率である。
【００７４】
波形歪補正回路１５をオフ（Ｃ＝０）にして生成した光ＳＳＢ変調信号を直接検波する場合、ＳＳＢ化によってＳＳＢ化によって生じた波形歪みにより、符号誤り率が大きく劣化し、符号誤り率のフロアが発生している。Ｃ＝０とする場合、光通信で広く用いられる冗長度約６％の硬判定誤り訂正回路（ＳｕｐｅｒＦＥＣ）の誤り訂正閾値である符号誤り率２×１０−３以下という基準を満たす符号誤り率を得ることができていない。これに対して、波形歪補正回路１５による補正（Ｃ＝１．２）を行う場合、図１１Ａに示す通り、符号誤り率が大きく改善し、光りＤＳＢ変調信号の受信感度からの受信感度劣化がわずか０．６ｄＢに留まっている。
【００７５】
図１１Ｂの横軸は波長（Wavelength）を、縦軸は強度（Power）を、それぞれ示している。図１１Ｂは、ナイキスト光４値強度変調ＳＳＢ変調信号の周波数スペクトルを太線で、また、参考のために、ナイキスト光４値強度変調ＤＳＢ変調信号を細線で、それぞれ示している。光送信器部１が出力する光ＳＳＢ変調信号は、約２０ｄＢとなる高いサイドバンド抑圧比率を有しており、当該実施形態に係る光情報伝送システムは格別な効果を奏している。
【００７６】
［第６の実施形態］
図１２は、本発明の第６の実施形態に係る光送信器部１の構成を示す模式図である。当該実施形態に係る光情報伝送システムは、光送信器部１の構成が異なる以外は、第１乃至第５の実施形態に係る光情報伝送システムと同じである。当該実施形態に係る光送信器部１の主な特徴は、波形歪補正回路１５に加えて、後段波形歪補正回路１７（他の補正回路）が波形歪補正回路１５と光ＩＱ変調器１２との間に配置されていることにある。すなわち、当該実施形態に係る光送信器部１は、波形歪補正回路を多段構成とすることにより、光ＳＳＢ変調信号を補正する補正精度をさらに向上することが出来ている。
【００７７】
多値符号化回路２１が出力する光強度領域の４値多値符号がＳＳＢ変換回路１０Ｆに入力される。ＳＳＢ変換回路１０Ｆは、図５に示す第３の実施形態に係るＳＳＢ変換回路１０Ｃと同じ構成をしている。ＳＳＢ変換回路１０Ｆが出力する実部強度信号ｐ及び虚部信号ｑが、波形歪補正回路１５へ入力される、波形歪補正回路１５は、１段目の波形歪補正回路であり、図９に示す第５の実施形態に係る波形歪補正回路１５と同じ構成をしている。波形歪補正回路１５は、前述の通り、１次近似の波形歪補正を施して、１段目の補正後のＳＳＢ変調信号である実部信号ｉ’及び虚部信号ｑ’（第１変調信号）を出力する。かかる信号が、２段目の波形歪補正回路となる後段波形歪補正回路１７（他の補正回路）へ入力される。
【００７８】
後段波形歪補正回路１７は、多段接続用波形歪補正回路であり、ＳＳＢ変調信号の実部信号ｉ’及び虚部信号ｑ’が入力され、入力されるＳＳＢ変調信号に、さらに波形歪み補正を施して、さらなる補正後のＳＳＢ変調信号である実部信号ｉ’’及び虚部信号ｑ’’を出力する。すなわち、後段波形歪補正回路１７は、入力されるＳＳＢ変調信号（第１変調信号）に、ＳＳＢ変換を施して、再度ＳＳＢ化された変調信号（第２変調信号）を生成し、かかる変調信号の強度をＤＳＢ変調信号の強度にさらに近づけるよう補正する。
【００７９】
当該実施形態では、波形歪補正回路１５の後段に、１つの後段波形歪補正回路１７が配置されている（２段）が、これに限定されることはなく、波形歪補正回路１５の後段に、複数の後段波形歪補正回路１７を配置してもよい。所望の段数の後段波形歪補正回路１７を配置することにより、波形歪補正を当該所望の段数繰り返して施すことができ、逐次演算精度を向上することが出来る。
【００８０】
後段波形歪補正回路１７は、複素ＳＳＢ変換回路７１と、強度検出回路７２と、減算回路７３と、負定数乗算回路７４と、平方根回路２２と、二乗回路２７と、加算器６１と、を含んでいる。複素ＳＳＢ変換回路７１は、入力される実部信号ｉ’及び虚部信号ｑ’に、ＳＳＢ変換を施し、再度ＳＳＢ化が施された実部信号ｘ及び虚部信号ｑ’’を出力する。実部信号ｘ及び虚部信号ｑ’’はそれぞれ２つに分岐される。
【００８１】
一方の実部信号ｘ及び虚部信号ｑ’’はそれぞれ、強度検出回路７２へ入力される。強度検出回路７２は、入力される信号の強度（強度信号）を算出し、強度検出回路７２が出力する強度信号が、後段に配置される減算回路７３へ入力される。ＳＳＢ変換回路１０Ｆが出力する実部強度信号ｐも減算回路７３へ入力されており、減算回路７３は、強度検出回路７２が出力する強度信号から実部強度信号ｐを減算し、波形誤差信号として出力する。波形誤差信号は、減算回路７３の後段に配置される負定数乗算回路７４に入力され、負定数乗算回路７４は、負定数（−Ｃ）を乗じて、加算器６１へ出力する。ここで、補正定数Ｃは略１の定数である。
【００８２】
他方の実部信号ｘが二乗回路２７へ入力され、実部強度信号に変換され、加算器６１へ出力する。加算器６１は入力される２つの信号を加算して、さらなる補正後の実部強度信号として出力し、かかる実部強度信号は平方根回路２２に入力される。平方根回路２２は実部信号ｉ’’に変換し、出力する。また、他方の虚部信号ｑ’’はそのまま出力される。
【００８３】
当該実施形態に係る光情報伝送システムでは、ＳＳＢ変換と波形歪補正を複数回繰り返しており、より精密なＳＳＢ波形を生成し、受信感度とサイドバンド抑圧比を改善することが出来ている。当該実施形態では、１段目と２段目で異なる構成の波形歪補正回路を用いているが、後段波形歪補正回路１７を、ＳＳＢ変換回路１０Ｆ及び波形歪補正回路１５の代わりに用いて、共通の補正回路で実現してもよい。また、多段の段数に制限はなく、補正回路における入出力信号も強度と電界領域のどちらを利用してもよい。
【００８４】
［第７の実施形態］
図１３は、本発明の第７の実施形態に係る光情報伝送システムの構成を示す模式図である。当該実施形態に係る光情報伝送システムは、光送信器部１ではなく、光受信器部３が波形歪補正回路１９を備える点が異なる以外は、第１の実施形態に係る光情報伝送システムと同じである。
【００８５】
当該実施形態に係る光送信器部１は、図１に示す第１の実施形態に係る光送信器部１から、波形歪補正回路１１を除いた構成である。すなわち、ＳＳＢ変換回路１０Ｇは、図１に示す第１の実施形態に係るＳＳＢ変換回路１０Ａと同じ構成をしている。すなわち、光送信器部１は、ＤＳＢ変調信号にＳＳＢ変換を施してＳＳＢ変調信号を生成するＳＳＢ変換回路１０Ｇと、ＳＳＢ変換回路１０Ｇが生成するＳＳＢ変調信号に基づいて光変調信号を出力する光ＩＱ変調器１２と、を含んでいる。光送信器部１から出力される光信号（光ＳＳＢ変調信号）は、光伝送部４の光ファイバ伝送路４１上を伝送され、光受信器部３にて受信される。
【００８６】
当該実施形態に係る光受信器部３は、波形歪補償回路１８（補正回路）と、ＰＤモジュール３１と、ＡＤ変換器３２と、等化回路３３と、多値復号回路３４と、を含んでいる。すなわち、当該実施形態に係る光受信器部３は、第１の実施形態に係る光受信器部３に、ＡＤ変換器３２と透過回路３３との間に配置される、波形歪補償回路１８を加えたものである。光受信器部３は光送信器部１が出力する光変調信号を受信して、その強度成分を直接検波する。受信される光変調信号（ＳＳＢ信号光）は、ＰＤモジュール３１でアナログ電気信号に変換され、ついでＡＤ変換器３２でデジタル信号に変換され、受信強度信号ｒとなる。受信強度信号ｒは、波形歪補償回路１８へ入力される。
【００８７】
波形歪補償回路１８は、波形歪補正回路１９と、平方根回路２２と、ヒルベルト変換回路２３と、直流バイアス補正回路８０と、を含んでいる。波形歪補償回路１８は、直接検波する受信信号の強度が、両側サイドバンド（ＤＳＢ）変調信号の強度に近づくよう、受信信号の強度を補償する。具体的には、ＰＤモジュール３１と、ＡＤ変換器３２で生じる直流レベルのずれを補償して、多値信号の各信号レベルが、光送信器部１の多値符号化回路２１が出力する光強度領域の多値符号と対応した正の値となるよう、修正される。波形歪補正回路１９は、入力される虚部信号ｑが分岐されてそのまま虚部信号ｑ’が出力されることがないが、図４に示す第２の実施形態に係る波形歪補正回路１３と同じ構成をしている。
【００８８】
直流バイアス補正回路８０が出力する出力信号は、２つに分岐され、一方は波形歪補正回路１９の加算器６１へ入力される。他方は、平方根回路２２及びヒルベルト変換回路２３を経て、波形歪補正回路１９の負定数重み二乗回路６０へ入力される。加算器６１は、入力される２つの信号を加算して、受信強度信号ｒ’として出力する。ここで、波形歪補償回路１８から出力される新たな受信強度信号ｒ’は、ｒ’＝ｒ−Ｃ＊Ｈ（ｓｑｒｔ（ｒ））＾２と書き表すことができる。かかる補正では、受信強度信号ｒと送信側の元の多値強度信号ｐの誤差が小という仮定を置いている。本仮定において、ＳＳＢ信号の強度誤差となる虚部成分はＨ（ｓｑｒｔ（ｒ））で近似することができるため、上記の計算によって１次近似的に波形歪補正を実現することができる。
【００８９】
第１乃至第６の実施形態において、補正回路は光送信器部１に配置されていたが、これに限定されることはなく、当該実施形態のように、光受信器部３に配置されていてもよい。
【００９０】
［第８の実施形態］
図１４は、本発明の第８の実施形態に係る光情報伝送システムの構成を示す模式図である。当該実施形態に係る光情報伝送システムは、波長多重光送信器部６と、波長多重光受信器部７と、波長多重光伝送部８と、を備えており、波長多重光変調信号を伝送することが可能である。
【００９１】
波長多重光送信器部６は、複数の光送信器部１と、光合波器４２と、を含んでいる。ここでは、４つの光送信器部１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが、波長多重光送信器部６に配置されている。波長多重光受信器部７は、複数の光受信器部３と、光分波器４３と、を含んでいる。ここでは、４つの光受信器部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄが、波長多重光受信器部７に配置されている。波長多重光伝送部８は、光ファイバ伝送路４１と、複数の光増幅器４４と、を含んでいる。ここでは、２つの光増幅器４４Ａ，４４Ｂが、波長多重光伝送部８に配置されている。
【００９２】
ここで、光送信器部１及び光受信器部３の対は、第１乃至第７のいずれかの実施形態に係る光送信器部１及び光受信器部３の対であればよい。以下、第４の実施形態に係る４対の光送信器部１及び光受信器部３を例に説明する。図１４に示す通り、波長多重光送信器部６の４つの光送信器部１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、互いに異なる４つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の周波数（λ１，λ２，λ３，λ４の波長）の光変調信号をそれぞれ出力する。４つの光送信器部１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄそれぞれが出力する光変調信号は光合波器４２へ入力され、光合波器４２は４つの光変調器信号を合波し、波長多重光変調信号（高密度波長多重光）を生成し、波長多重光変調信号を出力する。波長多重光送信器部６から出力される波長多重光変調信号は、波長多重光伝送部８の光ファイバ伝送路４１上を伝送され、波長多重受信器部７にて受信される。波長多重光伝送部８には、２つの光増幅器４４Ａ，４４Ｂが配置されており、波長多重光変調信号が光ファイバ伝送路４１上を伝送される際に、光増幅器４４Ａ，４４Ｂにより一括して増幅される。
【００９３】
波長多重光受信器部７が受信する波長多重光変調信号は、光分波器４３へ入力され、光周波数成分ごとに４つに分波され、分波された４つの光変調信号はそれぞれ、４つの４つの光受信器部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄへ入力される。
【００９４】
ここで、各光送信器部１が出力する光変調信号は、ベースバンドナイキスト光多値強度変調ＳＳＢ信号（ベースバンドナイキスト光多値強度変調ＳＳＢ光）である。４つの光送信器部１がそれぞれ出力する光変調信号の周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４は、図１４に示す通り、間隔Δｆで等間隔に並んでおり、また、各光変調信号の周波数帯域幅を略Ｒ／２まで低減することができる。よって、周波数間隔Δｆを、Ｒ／２より大きくＲ未満の範囲で、Ｒ／２の近傍となる値まで低減することができ、隣り合う光変調信号の帯域を近接させ、波長利用効率と伝送容量を大幅に向上することができ、当該実施形態は顕著な効果を奏する。ＳＳＢ化した光多値強度変調信号にナイキスト変調を施すことにより、周波数間隔ΔｆをボーレートＲより小さくすることが出来る。
【００９５】
当該実施形態に係る光情報伝送システムは、波長多重光変調信号の伝送に広く適用することができる。例えば、いわゆる短距離光ファイバ伝送においても、ファイバ長数ｋｍ〜数１０ｋｍの比較的長尺の回線では、光ファイバの新規敷設や光ファイバ回線のレンタルに大きなコストがかかるため、１本の光ファイバで多数の光信号を伝送する波長多重化が適している場合がある。
【００９６】
当該実施形態に係る光情報伝送システムは、Ｐｏｉｎｔ−Ｔｏ−Ｐｏｉｎｔ型の波長多重伝送に関するが、当該実施形態に係る波長多重伝送技術は、これに限定されることはなく、リング型、アッドドロップ型、メッシュ型など他の形式の光ネットワークにおいても一般的に適用することが可能である。
【００９７】
当該実施形態に係る光合波器４２及び光分波器４３は、ＡＷＧ（Arrayed WaveGuide）、波長選択スイッチ、光インタリーバなどを適用することにより実現できる。第４の実施形態に係る光送信器部１を用いる場合は、サイドバンド抑圧比が略１７ｄＢ以上の光ＳＳＢ信号が得られるので、合波時の隣接チャネルから漏れこみが抑制される。それゆえ、低コストで実現できるＡＷＧや光インタリーバなどを、光合波器４２や光分波器４３に用いるのが望ましく、光変調信号の劣化を抑圧することが可能となる。
【００９８】
当該実施形態に係る光増幅器４４として、光ファイバ通信で広く利用される波長多重信号用光増幅器であれば特に制限はなく、例えば、エルビウム添加光ファイバ増幅器、半導体増幅器、ラマン増幅器などが利用可能である。
【００９９】
以上、本発明の実施形態に係る光情報伝送システム及び光送信器について説明した。本発明は、上記実施形態に限定されることはない。上記実施形態では、ベースバンド伝送方式を採用しているが、他の伝送方式にも適用することができる。
【０１００】
第１乃至第８の実施形態に係る光情報伝送システムに、偏波多重技術をさらに適用することにより、伝送容量及び周波数利用効率をさらに２倍に向上させることができ、格別の効果を奏する。送信側において、偏波合波器を利用して、波長ごと又は複数の波長を一括して偏波多重すればよい。また、受信側において、従来の偏波分離技術を利用して受信信号を元の偏波成分に分離することができる。例えば、自動偏波制御回路を利用したり、３つ又は４つの偏波成分を直接受信するストークス光受信器とその出力信号をＭＩＭＯ技術などのデジタル信号処理で適応的に偏波分離するデジタル偏波分離技術などが適用可能である。
【０１０１】
占有波長帯域をより低減させ、周波数利用効率をより向上させるためには、受信器部が、ポリバイナリ変換された光変調信号を復調する最尤系列推定回路を備えればよい。光変調信号にポリバイナリ変換するには、光送信器部がポリバイナリ変換回路を備えるか、光伝送部が狭帯域フィルタを備えればよく、さらなる狭帯域伝送が可能となる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  光送信器部、３  光受信器部、４  光伝送部、６  波長多重光送信器部、７  波長多重光受信器部、８  波長多重光伝送部、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ  ＳＳＢ変換回路、１１，１３，１５，１９  波形歪補正回路、１２，１４  光ＩＱ変調器、１７  後段波形歪補正回路、１８  波形歪補償回路、２０  分岐点、２１  多値符号化回路、２２  平方根回路、２３  ヒルベルト変換回路、２４Ａ，２４Ｂ  ＤＡ変換器、２５Ａ，２５Ｂ  ドライバアンプ、２６  送信レーザ光源、２７  二乗回路、３１  ＰＤモジュール、３２  ＡＤ変換器、３３  等化回路、３４  多値復号回路、４１  光ファイバ伝送路、４２  光合波器、４３  光分波器、４４，４４Ａ，４４Ｂ  光増幅器、５１  ナイキストフィルタ、５２Ａ，５２Ｂ  ナイキストＳＳＢフィルタ、５４  波長分散予等化回路、６０  負定数重み二乗回路、６１  加算器、７１  複素ＳＳＢ変換回路、７２  強度検出回路、７３  減算回路、７４  負定数乗算回路、８０  直流バイアス補正回路、１０１  光送信器部、１０３  光受信器部、１０４  光伝送部、１１２  光ＩＱ変調器、１２０  分岐点、１２３  ヒルベルト変換回路、１２４Ａ，１２４Ｂ  ＤＡ変換器、１２５Ａ，１２５Ｂ  ドライバアンプ、１２６  送信レーザ光源、１４１  光ファイバ伝送路、１８１  ２値符号発生器、１８２  局発レーザ光源、１８３  偏波分離光９０度ハイブリッド、１８４  バランス型ＰＤモジュール、１８５  ＡＤ変換器、１８６  偏波分離バタフライフィルタ回路、１８７  周波数／位相推定回路、１８８  ２値判定回路。
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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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１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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