(57)【要約】【課題】 構造が簡単であり、製造費用も節減することができるマッハツェンダ変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置を提供する。【解決手段】ＮＲＺデータ信号とクロック信号を受信して電気的ＲＺの論理演算信号を生成する論理演算手段２１と、この論理演算手段による論理演算信号の正信号Ｑを増幅する第１増幅手段２３と、論理演算手段による論理演算信号の負信号（反転信号）／Ｑを増幅する第２増幅手段２４と、これら第１増幅手段及び第２増幅手段による増幅後の論理演算信号の正・負信号を光信号に変換すると共に当該光信号にチャープを与えるマッハツェンダ変調手段２２と、を備えることを特徴とする。マッハツェンダ変調手段は、増幅された論理演算信号の入力電圧変化を用いて負のチャープを光信号に与える。【選択図】  図２
2004191979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＲＺデータ信号とクロック信号を受信して電気的ＲＺデータを出力する論理演算手段と、
前記電気的ＲＺデータを増幅する増幅手段と、
該増幅された電気的ＲＺデータを光信号に変換すると共に当該光信号にチャープを与えるマッハツェンダ変調手段と、を備えることを特徴とする光ＣＲＺ送信装置。
【請求項２】
マッハツェンダ変調手段は、増幅された電気的ＲＺデータの入力電圧を変化させることにより光信号にチャープを与える請求項１記載の光ＣＲＺ送信装置。
【請求項３】
論理演算手段は、ＮＲＺデータ信号とクロック信号とを論理積する請求項１記載の光ＣＲＺ送信装置。
【請求項４】
チャープが負のチャープである請求項１〜３のいずれか１項記載の光ＣＲＺ送信装置。
【請求項５】
ＮＲＺデータ信号とクロック信号を受信して電気的ＲＺの論理演算信号を生成する論理演算手段と、
前記論理演算手段による論理演算信号の正信号を増幅する第１増幅手段と、
前記論理演算手段による論理演算信号の負信号を増幅する第２増幅手段と、
前記第１増幅手段及び前記第２増幅手段による増幅後の前記論理演算信号の正・負信号を光信号に変換すると共に当該光信号にチャープを与えるマッハツェンダ変調手段と、を備えることを特徴とする光ＣＲＺ送信装置。
【請求項６】
マッハツェンダ変調手段は、増幅された論理演算信号の正・負信号の入力電圧の変化を用いて光信号にチャープを与える請求項５記載の光ＣＲＺ送信装置。
【請求項７】
論理演算手段は、ＮＲＺデータ信号とクロック信号とを論理積演算する請求項５記載の光ＣＲＺ送信装置。
【請求項８】
チャープが負のチャープである請求項５〜７のいずれか１項記載の光ＣＲＺ送信装置。
【請求項９】
マッハツェンダ変調手段は、デュアルアームマッハツェンダ変調器である請求項５記載の光ＣＲＺ送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマッハツェンダ変調器を使用した光ＣＲＺ(Chirped Return to Zero)送信装置に関し、特に、ＮＲＺ(Non Return-to-Zero)データを光ＲＺ(Return-to-Zero)信号に変換し、該変換信号にチャープ(Chirp)を与えて変調する光ＣＲＺ送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、光ＲＺ(return-to-zero)信号はＮＲＺ(non return-to-zero)信号に比べてパルス幅が狭いので、光ファイバを通じて伝送する時、分散に弱い特性を有するが、ＳＰＭ(self phase modulation)のような非線形現象には強い特性を有する信号形態である。特に、ＲＺ信号はＮＲＺ信号に比べて狭いパルス幅を有するので、同一の受信パワーに対してピークパワーが高くて受信感度がよくなる利点があるが、スペクトラムが広がってＮＲＺ信号より分散に敏感に反応するようになる。
【０００３】
分散のような線形的な現象は分散補償光ファイバにより容易に補償できるが、非線形現象は容易に補償できない。従って、長距離伝送時には、ＲＺ信号がＮＲＺ信号より良好な特性を有するようになる。
【０００４】
また、このような光ＲＺ信号に“負のチャープ(negative chirp)”を与えると、光伝送時の分散現象を容易に除去することができる。従って、光伝送において、ＮＲＺ信号をＲＺ信号に置き換え、このＲＺ信号に“負のチャープ”を与えると、より効率的に長距離伝送を遂行することができる。
【０００５】
このような背景から、従来において光ＣＲＺ送信装置に対して多くの研究が行われている。従来の代表的な光ＣＲＺ送信装置が図１に示されている。
【０００６】
図１に示したように、従来の光ＣＲＺ送信装置は、光信号を発生させるレーザーダイオード(Laser Diode)１１、ＮＲＺデータを受信して増幅するための第１増幅器１５、第１増幅器１５により増幅されたＮＲＺデータに従って、レーザーダイオード１１から発生された光信号を変調するための第１光強度変調器(Intensity Modulator)１２、クロック(clock)信号を受信して増幅するための第２増幅器１６、第２増幅器１６により増幅されたクロック信号に従って、第１光強度変調器１２から出力される光信号を変調するための第２光強度変調器１３、チャープを形成するために遅延(Delay)させたクロック信号を増幅して伝達する第３増幅器１７、及び第３増幅器１７から出力される遅延クロック信号に従って、第２光強度変調器１３から出力される光信号を変調してＣＲＺ信号を生成出力する位相変調器(Phase Modulator)１４を備えている。
【０００７】
このように、従来の光ＣＲＺ送信装置は２個の光強度変調器と１個の位相変調器を使用しており、２個の光強度変調器のうち、一番目の光強度変調器１２はＮＲＺデータを光信号に与えるためのものであり、二番目の光強度変調器１３はクロック信号を利用して光学的にＮＲＺ信号をＲＺ信号に変換するために使用される。
【０００８】
また、位相変調器１４はクロック信号を利用して位相を変調させ光学的ＲＺ信号にチャープを与えるために使用される。ここで、クロックの遅延を適切に調整すると、チャープを変化させることができる。
【０００９】
たとえば、光ファイバの異常域(anomalous region)を通じて伝送が行われる場合、光パルスの“leading edge”は周波数が低くなり、“falling edge”の周波数は高くなることから、“負のチャープ”を与えると光パルスの伝送特性を向上させられるので、“負のチャープ”を有するように適切に遅延を調整する。
【００１０】
このような従来の光ＣＲＺ送信装置の場合、２個の光強度変調器と１個の位相変調器を使用しなければならず、また適切にチャープを調整するために遅延が必要であり、さらに、各変調器を駆動させ得る電圧を得るために３個の電気的増幅器１５，１６，１７が必要で、装置が複雑化してしまう問題点がある。
【００１１】
また、デバイス数が多くなると製造費用も高くなる問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記問題点を解決するための本発明の目的は、その構造が簡単であり、製造費用も節減することができるマッハツェンダ(Mach-Zehnder；ＭＺ)変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために本発明の光ＣＲＺ送信装置は、ＮＲＺデータ信号とクロック信号を受信して電気的ＲＺデータを出力する論理演算手段と、その電気的ＲＺデータを増幅する増幅手段と、該増幅された電気的ＲＺデータを光信号に変換すると共に当該光信号にチャープを与えるマッハツェンダ変調手段と、を備えることを特徴とする。そのマッハツェンダ変調手段は、増幅された電気的ＲＺデータの入力電圧を変化させることにより、好ましくは負のチャープを光信号に与えるものとすることができる。
【００１４】
あるいは、本発明の光ＣＲＺ送信装置は、ＮＲＺデータ信号とクロック信号を受信して電気的ＲＺの論理演算信号を生成する論理演算手段と、この論理演算手段による論理演算信号の正信号を増幅する第１増幅手段と、論理演算手段による論理演算信号の負信号（反転信号）を増幅する第２増幅手段と、これら第１増幅手段及び第２増幅手段による増幅後の論理演算信号の正・負信号を光信号に変換すると共に当該光信号にチャープを与えるマッハツェンダ変調手段と、を備えることを特徴とする。そのマッハツェンダ変調手段は、増幅された論理演算信号の正・負信号の入力電圧の変化を用いて、好ましくは負のチャープを光信号に与えるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、一つの論理演算器と一つのＭＺ変調器を用いてＣＲＺ信号を構成することができるので、既存の光ＣＲＺ送信装置と比較すると、１個の光強度変調器、１個の位相変調器、１個または２個の電気的増幅器、１個の遅延回路を減少することができ、構造的に簡単であり、かつ製作費用も節減することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態について添付図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瞭にする目的で、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。
【００１７】
図２は、本発明に従うデュアルアーム(Dual Arm)ＭＺ変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置の構成図である。
【００１８】
図２を参照すると、デュアルアームＭＺ変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置は、光信号を発生させるレーザーダイオード２５、ＮＲＺデータ信号とクロック信号を受信して論理演算を遂行し、その結果の論理演算信号の正信号Ｑと当該論理演算信号の負信号（反転信号）／Ｑを出力するための論理演算部２１、論理演算部２１から出力された論理演算信号の正信号Ｑとその負信号／Ｑを増幅して伝達するための第１，２増幅器２３，２４、及び第１，２増幅器２３，２４を通じて増幅された論理演算信号の正信号Ｑとその負信号／Ｑでレーザーダイオード２１が発生させた光信号を変調し且つ入力電圧の変化を通じてチャープを当該変調光信号に追加するためのデュアルアームＭＺ変調器(Mach-Zehnder Modulator)２２を備えている。論理演算部２１による論理演算は、本例の場合、論理積である。
【００１９】
図３は本発明に従うシングルアーム(Single Arm)ＭＺ変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置の構成図である。
【００２０】
図３を参照すると、シングルアームＭＺ変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置は、光信号を発生させるレーザーダイオード３４、ＮＲＺデータ信号とクロック信号を受信して論理演算を遂行し、その結果の論理演算信号を出力するための論理演算部３１、論理演算部３１から出力された論理演算信号を増幅して伝達するための増幅器３２及び増幅器３２を通じて増幅された論理演算信号でレーザーダイオード３４が発生させた光信号を変調し且つ入力電圧の変化を通じてチャープを当該変調光信号に追加するためのシングルアームＭＺ変調器３３を備えている。論理演算部３１による論理演算は、本例の場合、論理積である。
【００２１】
図２及び図３で提示するＭＺ変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置の実施例は、電気的ＮＲＺデータを、クロック信号との論理演算を通じて電気的ＲＺデータに変換しているが、このような本発明の論理演算は論理積とすることが可能である。
【００２２】
以上のように、図２及び図３で提示する実施例は、従来の手法、すなわち送信しようとする電気的ＮＲＺデータにより光変調し、その上にクロック信号の変調をかけて光ＲＺデータを生成し、これに遅延クロック信号の変調を行ってチャープを与えた方法とは異なり、電気的ＮＲＺデータ信号とクロック信号を論理積して電気的ＲＺデータを生成し、そのデータで直接光変調を行い、そして光変調時のＭＺ変調器の特性を用いてチャープを与える方法を用いた装置である。
【００２３】
図４は図２に示した光ＣＲＺ送信装置の各位置に応じた信号波形の例示図である。
【００２４】
先ず、信号１（図中丸付き数字、以降同じ）はクロック信号を示し、信号２は任意のＮＲＺデータ信号(‘１１０１１１００１０’)を示している。信号３はクロック信号１とＮＲＺデータ信号２を“ＡＮＤ”演算した論理演算信号の正信号Ｑであり、信号４は信号３を論理反転させた負信号／Ｑであり、いずれも論理演算部２１の二つの出力のうち一つである。
【００２５】
そして、信号５はＭＺ変調器２２により光学的に変調された出力信号を示し、図４の最後に示した信号５’は信号５のチャープを示す。ＭＺ変調器２２の入力信号である信号３及び信号４の大きさを適切に変化させると、チャープの大きさ及び符号を変化させることができる。
【００２６】
このようなＭＺ変調器のチャープの制御法に対しては多くの先行技術があり、また公知の技術であるので、その細部的な動作に対しては本願では説明しない。その代表的な特許出願として特許文献１の“光変調器及び光信号の変調方法”がある。
【００２７】
【特許文献１】韓国特許公開１９９９−６９２９
【００２８】
図５は本発明に従うＭＺ変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置を用いて光学的ＣＲＺ信号とチャープをシミュレーションした結果の例示図である。ここで、Ｘ軸は時間(Time)を示し、左側のＹ軸は光強さ(Optical Power:Ａ.Ｕ.)を示し、右側のＹ軸はチャープの程度(Chirping level)を示す。図示したようにパルスごとに線形的な(linear)チャープを得ることができる。
【００２９】
図６は本発明に従うＭＺ変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置と従来のＲＺ送信装置を使用して伝送シミュレーションした結果の例示図である。ここで、Ｘ軸は受信感度(Receiver Sensitivity)を示し、左側のＹ軸はビットエラー率(ＢＥＲ:Bits Error Rate)を示す。
【００３０】
図６では、１０Gb/sのＲＺ信号を０km、２０km、４０km、６０kmの標準単一モード光ファイバを通じて伝送することにより得られるＢＥＲ(Bits Error Rate)特性曲線とＣＲＺ信号を伝送することにより得られるＢＥＲ特性曲線を比較した。
【００３１】
その結果をみると、ＣＲＺ信号が、ＲＺ信号に比べて４０km以上の長距離伝送時、受信感度(Receiver Sensitivity)の点で２dBm以上の利点を示すことが分かる。結局、ＣＲＺ信号がＲＺ信号に比べて優秀な伝送特性が得られることが図６のシミュレーションを通じて分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の光ＣＲＺ送信装置の一例の構成図。
【図２】本発明に従うデュアルアームＭＺ変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置の実施例の構成図。
【図３】本発明に従うシングルアームＭＺ変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置の実施例の構成図。
【図４】図２に示した光ＣＲＺ送信装置における各部分の信号波形の例示図。
【図５】本発明に従うＭＺ変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置を用いて光学的ＣＲＺ信号とチャープをシミュレーションした結果例示図。
【図６】本発明に従うＭＺ変調器を使用した光ＣＲＺ送信装置と従来のＲＺ送信装置を使用して伝送シミュレーションした結果例示図。
【符号の説明】
【００３３】
２１，１  論理演算部（論理演算手段）
２２，３３  マッハツェンダ変調器（マッハツェンダ変調手段）
２３，２４，３２  増幅器（増幅手段）
２５，３４  レーザダイオード（搬送波光源）
【図１】
2004191979.tif 000003
【図２】
2004191979.tif 000004
【図３】
2004191979.tif 000005
【図４】
2004191979.tif 000006
【図５】
2004191979.tif 000007
【図６】
2004191979.tif 000008