(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通信システムで用いられる光通信装置において、
入力された電気信号についてＮ（Ｎ：正の整数）個並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行う符号化手段と、
前記符号化手段によって符号化された並列信号をビット毎に時分割多重してシリアル信号を生成する多重化手段と、
前記多重化手段によって生成されたシリアル信号を位相変調光信号に変換する電気−位相変調光信号変換手段と、
前記位相変調光信号に対してＮビット前の光信号との比較によりＤＰＳＫ復号を行う復号手段と、
前記復号手段によって復号された強度変調光信号を電気信号に変換する光−電気信号変換手段と、
前記光−電気信号変換手段によって変換された電気信号を、ビット毎の時分割によりＮ個の信号に分割する分割手段とを備えたことを特徴とするＤＰＳＫ変復調方法を用いた光通信装置。
【請求項２】
光通信システムで用いられる光通信装置において、
入力された電気信号を、ビット毎の時分割によりＮ（Ｎ：正の整数）個の並列信号に分割する分割手段と、
前記分割手段によって分割されたＮ個の信号に対して並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行う符号化手段と、
前記符号化手段によって符号化された並列信号をビット毎に時分割多重してシリアル信号を生成する多重化手段と、
前記多重化手段によって生成されたシリアル信号を位相変調光信号に変換する電気−位相変調光信号変換手段と、
前記位相変調光信号に対してＮビット前の光信号との比較によりＤＰＳＫ復号を行う復号手段と、
前記復号手段によって復号された強度変調光信号を電気信号に変換する光−電気信号変換手段とを備えたことを特徴とするＤＰＳＫ変復調方法を用いた光通信装置。
【請求項３】
ＷＤＭ光通信システムで用いられる光通信装置において、
Ｒｂｐｓの位相変調光信号を送出する第１の位相変調光信号送出手段と、
前記位相変調光信号の波長とは異なる波長において、Ｒ／Ｎ（Ｎ：正の整数）ｂｐｓの位相変調光信号を送出する第２の位相変調光信号送出手段と、
２波長の光信号を一つの光ファイバ上に多重する多重化手段と、
光ファイバを伝送後の２波長の光信号に対して一括してＤＰＳＫ復号を行う復号手段と、
前記復号手段によって復号された光信号をそれぞれの波長の強度変調光信号に分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された各波長の強度変調光信号を電気信号に変換する光−電気信号変換手段とを備え、
前記第１の位相変調光信号送出手段は、Ｒ／Ｎｂｐｓの速度でＮ個並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行う符号化手段と、符号化手段によって符号化された並列信号をビット毎に時分割多重してＲｂｐｓの信号を生成する多重化手段とを含み、
前記第２の位相変調光信号送出手段は、Ｒ／Ｎｂｐｓの速度でＤＰＳＫ変調用符号化を行う符号化手段を含むことを特徴とするＤＰＳＫ変復調方法を用いた光通信装置。
【請求項４】
光通信システムで用いられる光通信装置において、
Ｎ（Ｎ：正の整数）並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行う符号化手段と、
前記符号化手段の出力信号をビット毎に時分割多重してシリアル信号を生成する多重化手段と、
前記符号化手段の出力信号のうちの一つの出力信号と、多重化手段で生成されたシリアル信号とのうちのいずれかを選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した信号を位相変調光信号に変換する電気−位相変調光信号変換手段と、
前記位相変調光信号に対してＮビット前の光信号との比較によりＤＰＳＫ復号を行う復号手段と、
前記復号手段によって復号された強度変調光信号を電気信号に変換する光−電気信号変換手段と、
前記光−電気信号変換手段によって変換された電気信号を識別再生する再生手段とを備え、
前記光−電気信号変換手段および前記再生手段は、前記シリアル信号の速度と前記符号化手段に入力される信号の速度のいずれの速度に対しても使用可能であることを特徴とするＤＰＳＫ変復調方法を用いた光通信装置。
【請求項５】
前記復号手段は、マッハツェンダー型のＮビット遅延干渉計である請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の光通信装置。
【請求項６】
前記整数Ｎは、２、４、８または１６である請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の光通信装置。
【請求項７】
入力された電気信号についてＮ（Ｎ：正の整数）個並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行う符号化手段と、前記符号化手段によって符号化された並列信号をビット毎に時分割多重してシリアル信号を生成する多重化手段と、前記多重化手段によって生成されたシリアル信号を位相変調光信号に変換する電気−位相変調光信号変換手段とを有する送信装置と、
前記位相変調光信号を伝送する伝送手段と、
前記伝送手段によって伝送された位相変調光信号に対してＮビット前の光信号との比較によりＤＰＳＫ復号を行う復号手段と、前記復号手段によって復号された強度変調光信号を電気信号に変換する光−電気信号変換手段と、前記光−電気信号変換手段によって変換された電気信号を、ビット毎の時分割によりＮ個の信号に分割する分割手段とを有する受信装置とを備えるたことを特徴とするＤＰＳＫ変復調方法を用いた光通信システム。
【請求項８】
入力された電気信号を、ビット毎の時分割によりＮ（Ｎ：正の整数）個の並列信号に分割する分割手段と、前記分割手段によって分割されたＮ個の信号に対して並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行う符号化手段と、前記符号化手段によって符号化された並列信号をビット毎に時分割多重してシリアル信号を生成する多重化手段と、前記多重化手段によって生成されたシリアル信号を位相変調光信号に変換する電気−位相変調光信号変換手段とを有する送信装置と、
前記位相変調光信号を伝送する伝送手段と、
前記伝送手段によって伝送された位相変調光信号に対してＮビット前の光信号との比較によりＤＰＳＫ復号を行う復号手段と、前記復号手段によって復号された強度変調光信号を電気信号に変換する光−電気信号変換手段とを有する受信装置とを備えたことを特徴とするＤＰＳＫ変復調方法を用いた光通信システム。
【請求項９】
ＷＤＭ光通信システムにおいて、
Ｒｂｐｓの位相変調光信号を送出する第１の位相変調光信号送出手段と、前記位相変調光信号の波長とは異なる波長において、Ｒ／Ｎ（Ｎ：正の整数）ｂｐｓの位相変調光信号を送出する第２の位相変調光信号送出手段と、２波長の光信号を多重する多重化手段とを有する送信装置と、
前記多重化手段によって多重化された光信号を伝送する伝送手段と、
前記伝送手段によって伝送された２波長の光信号に対して一括してＤＰＳＫ復号を行う復号手段と、前記復号手段によって復号された光信号をそれぞれの波長の強度変調光信号に分離する分離手段と、前記分離手段によって分離された各波長の強度変調光信号を電気信号に変換する光−電気信号変換手段とを有する受信装置を備え、
前記第１の位相変調光信号送出手段は、Ｒ／Ｎｂｐｓの速度でＮ個並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行う符号化手段と、前記符号化手段によって符号化された並列信号をビット毎に時分割多重してＲｂｐｓの信号を生成する多重化手段とを含み、
前記第２の位相変調光信号送出手段は、Ｒ／Ｎｂｐｓの速度でＤＰＳＫ変調用符号化を行う符号化手段を含むことを特徴とするＤＰＳＫ変復調方法を用いた光通信システム。
【請求項１０】
Ｎ（Ｎ：正の整数）並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行う符号化手段と、符号化手段の出力信号をビット毎に時分割多重してシリアル信号を生成する多重化手段と、前記符号化手段の出力信号のうちの一つの出力信号と、前記多重化手段で生成されたシリアル信号とのうちのいずれかを選択する選択手段と、前記選択手段が選択した信号を位相変調光信号に変換する電気−位相変調光信号変換手段とを有する送信装置と、
前記位相変調光信号を伝送する伝送手段と、
伝送手段によって伝送された位相変調光信号に対してＮビット前の光信号との比較によりＤＰＳＫ復号を行う復号手段と、前記復号手段によって復号された強度変調光信号を電気信号に変換する光−電気信号変換手段と、光−電気信号変換手段によって変換された電気信号を識別再生する再生手段とを有する受信装置とを備え、
前記光−電気信号変換手段および前記再生手段は、前記シリアル信号の速度と前記符号化手段に入力される信号の速度のいずれの速度に対しても使用可能であることを特徴とするＤＰＳＫ変復調方法を用いた光通信システム。
【請求項１１】
前記復号手段は、マッハツェンダー型のＮビット遅延干渉計である請求項７から請求項１０のうちのいずれか１項に記載の光通信システム。
【請求項１２】
前記整数Ｎは、２、４、８または１６である請求項７から請求項１１のうちのいずれか１項に記載の光通信システム。
【請求項１３】
入力された電気信号についてＮ（Ｎ：正の整数）個並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行い、
符号化された並列信号をビット毎に時分割多重してシリアル信号を生成し、
生成されたシリアル信号を位相変調光信号に変換し、
位相変調光信号を伝送し、
伝送された位相変調光信号に対してＮビット前の光信号との比較によりＤＰＳＫ復号を行い、
復号された強度変調光信号を電気信号に変換し、
変換された電気信号を、ビット毎の時分割によりＮ個の信号に分割することを特徴とするＤＰＳＫ変復調方法。
【請求項１４】
入力された電気信号を、ビット毎の時分割によりＮ（Ｎ：正の整数）個の並列信号に分割し、
分割されたＮ個の信号に対して並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行い、
符号化された並列信号をビット毎に時分割多重してシリアル信号を生成し、
生成されたシリアル信号を位相変調光信号に変換し、
位相変調光信号を伝送し、
伝送された位相変調光信号に対してＮビット前の光信号との比較によりＤＰＳＫ復号を行い、
復号された強度変調光信号を電気信号に変換することを特徴とするＤＰＳＫ変復調方法。
【請求項１５】
ＷＤＭ光通信システムにおけるＤＰＳＫ変復調方法において、
Ｒｂｐｓの位相変調光信号と、その位相変調光信号とは異なる波長によるＲ／Ｎ（Ｎ：正の整数）ｂｐｓの位相変調光信号を送出し、
２波長の光信号を多重化し、
多重化された光信号を伝送し、
伝送された２波長の光信号に対して一括してＤＰＳＫ復号を行い、
復号された光信号をそれぞれの波長の強度変調光信号に分離し、
分離された各波長の強度変調光信号を電気信号に変換するＤＰＳＫ変復調方法であって、
Ｒｂｐｓの位相変調光信号を送出する際に、Ｒ／Ｎｂｐｓの速度でＮ個並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行い、符号化された並列信号をビット毎に時分割多重し、
Ｒ／Ｎｂｐｓの位相変調光信号を送出する際に、Ｒ／Ｎｂｐｓの速度でＤＰＳＫ変調用符号化を行い、符号化された信号を位相変調光信号に変換することを特徴とするＤＰＳＫ変復調方法。
【請求項１６】
Ｎ（Ｎ：正の整数）並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行い、
符号化された信号をビット毎に時分割多重してシリアル信号を生成し、
並列にＤＰＳＫ符号化された信号のうちの一つの信号と、シリアル信号とのうちのいずれかを選択し、
選択した信号を位相変調光信号に変換し、
位相変調光信号を伝送し、
伝送された位相変調光信号に対してＮビット前の光信号との比較によりＤＰＳＫ復号を行い、
復号された強度変調光信号を光−電気信号変換手段によって電気信号に変換し、
変換された電気信号を再生手段によって識別再生するＤＰＳＫ変復調方法であって、
前記光−電気信号変換手段および前記再生手段は、前記シリアル信号の速度と、並列にＤＰＳＫ符号化される信号の速度のいずれの速度に対しても使用可能であることを特徴とするＤＰＳＫ変復調方法。
【請求項１７】
ＤＰＳＫ復号する際に、マッハツェンダー型のＮビット遅延干渉計を用いる請求項１３から請求項１６のうちのいずれか１項に記載のＤＰＳＫ変復調方法。
【請求項１８】
前記整数Ｎは、２、４、８または１６である請求項１３から請求項１７のうちのいずれか１項に記載のＤＰＳＫ変復調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変復調方法、光通信装置および光通信システムに関し、特に、超高速な光通信システムにおいてＤＰＳＫ変復調方式を低価格に適用するためのＤＰＳＫ変復調方法、これを用いた光通信装置および光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムにおいて用いられる変復調方法として、ＤＰＳＫ変復調方法は、受信感度に優れた通信方式である。従って、特に、長距離の光通信システムに用いられることが期待されている（例えば、文献２参照。）。
ＤＰＳＫ変復調方法を用いた一般的な光通信システムの構成および動作を、図１４および図１５を参照して説明する。図１４に示す光通信システムは、超高速のＲ（Ｒ：Ｇ（ギガ）オーダの数）ｂｐｓ（ビット／秒）の光信号を送出する送信装置１３０１と、長距離伝送されたＲｂｐｓの光信号を受信する受信装置１３０２と、両者の間で光信号を伝送するための光ファイバ１０３とを含む。
送信装置１３０１は、Ｎ：１マルチプレクサ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：多重化装置）１１４１、Ｎ：１マルチプレクサ１１４１からのＲｂｐｓの多重化信号１３２１を入力して符号化を行うＤＰＳＫ変調用符号化器１３２２、および電気−光信号変換器（電気−位相変調光信号変換器）１１４３を備えている。受信装置１３０２は、Ｒｂｐｓの１ビット遅延干渉計１３３２、光−電気信号変換器１３３４および１：４デマルチプレクサ（Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：多重分離装置）１３３６を備えている。
図１５は、図１４に示す光通信システムにおける入出力信号列の一例を示すタイムチャートである。Ｎ：１マルチプレクサ１１４１は、Ｒ／ＮｂｐｓのＮ個の同期した信号Ｄ１〜ＤＮを入力とし、ビット毎に多重し、Ｒｂｐｓの出力信号Ｄを出力する。ＤＰＳＫ変調用符号化器１３２２は、Ｎ：１マルチプレクサ１１４１の出力信号Ｄを入力とし、ＤＰＳＫ変調用符号化を行い、符号化されたＲｂｐｓの信号（電気信号）Ｆを出力する。電気信号−位相変調光信号変換器１１４３は、Ｒｂｐｓの電気信号Ｆを入力とし、位相情報を持つＲｂｐｓの光信号Ｑを出力する。なお、図１５において、Ｄｉｊ、ＦｉｊおよびＤ’ｉｊは、信号Ｄｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）、ＦｉおよびＤ’ｉにおけるｊ番目の信号（データを示す）。
１ビット遅延干渉計１３３２は、光ファイバ１０３を伝送後のＲｂｐｓの位相変調光信号Ｑ’を入力とし、１ビット前の信号との位相差を検出し、位相差に対応した強度変調光信号Ｆ’を出力する。光−電気信号変換器１３３４は、Ｒｂｐｓの強度変調光信号Ｆ’を入力とし、Ｒｂｐｓの電気信号Ｄ’を出力する。
なお、文献１には、デュオバイナリ変調に関して、送信側でＮ個の低速信号をそれぞれ符号化し、符号化した後に時分割多重を行う方法が示されている。しかし、受信側でのＤＰＳＫ復調方法については何ら記載がない。
文献１  特開平１１−１２２２０５号公報（図１、段落００３３〜００３８、段落００５８）
文献２  Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ  Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ他著、ＤＷＤＭ４０Ｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｏｖｅｒ  Ｔｒａｎｓ−Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ（１００００ｋｍ）Ｕｓｉｎｇ  ＣＳＲＺ−ＤＰＳＫ，Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＦＥＣ，ａｎｄ  Ａｌｌ−Ｒａｍａｎ−Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  １００−ｋｍ  Ｕｌｔｒａ  Ｗａｖｅ  Ｆｉｂｅｒ  Ｓｐａｎｓ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、米国、２００４年１月、第２２巻、第４号、ｐｐ．２０３−２０７
ＤＰＳＫ変復調方法を用いた従来の光通信システムにおいては、以下のような問題点があった。
第１の問題点は、ＤＰＳＫ変復調方法を用いると、送信装置が高価で高消費電力になることである。その理由は、ＤＰＳＫ変調用に用いられる超高速動作のＤＰＳＫ変調用符号化器は、高価な最先端の半導体プロセス技術を用いて、最大性能を引き出すようにトランジスタに電流を多く流すように設計されるためである。特に、超高速動作のＤＰＳＫ変調用の符号化器は適用先が長距離向けであり、大量生産が期待できないことから、量産効果による低価格化も期待できない。
第２の問題点は、構成が装置サイズの小型化に適していないことである。その理由は、例えば図１４に示された構成ではＤＰＳＫ変調用符号化器１３２２の入出力信号として超高速信号を扱うためである。超高速信号は、その信号品質が劣化して信号誤りを起こさないように、接続用に高品質なコネクタおよび接続用ケーブルを必要とする。そのために、とりまわしなどにスペースを要するため、コンパクトな実装ができない。
第３の問題点は、例えば図１４に示された構成では速度が異なるシステムが混在すると、全体的に高価になることである。その理由は、例えば１０Ｇｂｐｓシステムと４０Ｇｂｐｓシステムとが混在すると、ＤＰＳＫ変復調に必要な符号化器が共用できず、１ビット遅延器も１０Ｇｂｐｓ用と４０Ｇｂｐｓ用との共有ができず、１０Ｇｂｐｓ用と４０Ｇｂｐｓ用と別々に用意する必要があるからである。
そこで、本発明は、安価で小型で低消費電力なＤＰＳＫ変調を用いた光通信装置および光通信システムを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、１０Ｇｂｐｓから４０Ｇｂｐｓシステムへの速度の向上を容易にすること、および、２つの速度のシステムを混在させても全体的に安価で小型な光通信装置および光通信システムを提供することである。
【発明の開示】
【０００３】
本発明によるＤＰＳＫ変調方法は、Ｎを整数として、Ｎ個独立かつ並列にＤＰＳＫ変調用符号化を行い、符号化された信号を多重化手段（例えば、Ｎ：１マルチプレクサ）でビット多重し、ＤＰＳＫ変調用のシリアル信号を生成する。このようにして生成された電気信号を、位相変調光信号に変換して伝送路に送出する。このようにして生成されたＲｂｐｓの位相変調光信号は、Ｎビット毎の信号がそれぞれ独立したＤＰＳＫ変調用符号である。受信側では、復号手段（例えば、Ｎビット遅延干渉計）を用いてＮビット前の信号との位相比較によりＤＰＳＫ復調（ＤＰＳＫ復号）を行う。Ｎビット遅延干渉計は、例えばマッハツェンダー干渉計であり、入力した位相変調光信号を２分岐し、その一方をＮビット遅延させた後に両光を干渉させることによって位相変調光信号の位相差を検出し、強度変調光信号を出力する。
上記のような構成によって、本発明では、ＤＰＳＫ変調を用いた光通信システムを実現するのに、超高速動作の符号化器を必要としない。
さらに、送信側でＮ個の符号化手段を用い、受信側で例えばＮビット遅延干渉計を一つ用いるだけで復号できる。このような構成を採用することによって、本発明の目的を達成することができる
本発明の第１の効果は、ＤＰＳＫ変復調を用いた超高速の光通信装置および光通信システムの価格を低減できることである。その理由は、ＤＰＳＫ変調用の符号化を行うために超高速動作の符号化器が不要になり、１／Ｎの速度の符号化手段を用いればよいからである。このような１／Ｎの速度の符号化手段は、超高速動作の符号化器に比べて安価なプロセスを用いて製造することができるため、これらを用いる光通信装置および光通信システムを低価格化できる。
また、受信装置で必要なＲｂｐｓの復号手段は、干渉計内の片方の光路を１／Ｒ×Ｎビット＝Ｎ／Ｒｓｅｃ（秒）遅延させて干渉させるものである。Ｎ／ＲｓｅｃはＲ／Ｎｂｐｓの１ビット遅延時間に等しいため、１／Ｎの速度用の１ビット遅延干渉計をそのまま用いることができる。従って、ＤＰＳＫ用の符号手段、復号手段ともに、１／Ｎ速度のシステム用に開発されたデバイスと共通のものを用いることができるため、これらのデバイスの適用先の市場も広がり、量産効果による低コスト化が期待できる。従って、これらを用いた光通信装置と通信システムの低価格化が期待できる。
また、ＤＰＳＫ用の符号化手段、復号手段ともに、１／Ｎ速度のシステム用と共用することによって、１／Ｎ速度でも動作するマルチレートの光通信装置を安価に構成することができる。
さらに、ＷＤＭ光通信システムにおいて、近い波長の１／Ｎ速度のシステムと復号手段を共用することができるため、システムを１／Ｎ速度からスムーズにアップグレードすることが可能になり、システム全体としての低価格化が期待できる。
第２の効果は、ＤＰＳＫ変調を用いた超高速の光通信装置および光通信システムの消費電力を低減できることである。その理由は、本発明で用いる１／Ｎの動作速度の符号化手段は、従来構成で必要な超高速動作の符号化手段に比べて大幅に低消費電力であるためである。従来構成で必要とされた超高速動作の符号化手段は、最先端の高速半導体プロセスを用いて製造される。このような超高速デバイスは電源電圧が高く、トランジスタの性能を最大限に引き出すために電流を多く流す設計が行われるため、高消費電力である。本発明では、デバイスの動作速度を最先端の半導体プロセスを必要とする速度から１／Ｎに低減させることにより、符号化手段を低電圧で低電流駆動が可能な低消費電力プロセスを用いて製造することができる。また、超高速デバイスと同じプロセスを用いて製造したとしても、１／Ｎの速度に最適化することにより、トランジスタに流す電流を絞った設計が可
能なため、大幅な低消費電力化が期待できる。
第３の効果は、安定で信頼性の高いＤＰＳＫ変調用光通信装置および光通信システムを提供できることである。その理由は、ＥＳＤ（静電気放電）に弱い超高速デバイスを削減することができるからである。超高速デバイスでは、その高速性を十分に引き出すために、ＥＳＤに弱い回路構成をとらざるを得ない場合が多い。ＥＳＤに弱い超高速動作部品を削減することによって、故障の低減や装置の歩留まりを向上することができる。
第４の効果は、小型なＤＰＳＫ変調用光通信装置および光通信システムを提供できることである。その理由は、符号化手段の入出力信号を１／Ｎの速度で接続することは、超高速信号のままの接続に比べて、コンパクトな接続方法を用いるのに適しているからである。１／Ｎの速度の信号に落とすことによって、信号の入出力部分に、超高速信号対応の同軸コネクタではなく、表面実装型のＢＧＡ（ｂａｌｌ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ）などを用いることができる。従って、パッケージにコネクタ用のスペースは不要となり、符号化器のパッケージサイズを小型化することができる。
さらに、入出力信号接続に基板上の配線を用いて接続することも可能になるため、コネクタのとりまわしに必要なスペースも削減でき、より密に配置することが可能になる。
さらには、符号化の機能をＦＥＣ  ＩＣなどの他の前処理機能ＩＣと集積化しやすくなり、集積化によるさらなる小型化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
図２は、第１の実施の形態の動作を示す流れ図である。
図３は、第１の実施の形態の動作を示すタイムチャートである。
図４は、本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
図５は、第２の実施の形態の動作を示すタイムチャートである。
図６は、本発明の第１の実施例を示すブロック図である。
図７は、第１の実施例を説明するための流れ図である。
図８は、第１の実施例を説明するためのタイムチャートである。
図９は、第１の実施例および第２の実施例で使用される４０Ｇｂｐｓ用４ビット遅延干渉計の構成を示すブロック図である。
図１０は、第１の実施例で使用されるチャネル識別機能付のＦＥＣデコーダの構成を示すブロック図である。
図１１は、本発明の第２の実施例を示すブロック図である。
図１２は、本発明の第３の実施例を示すブロック図である。
図１３は、本発明の第４の実施例を示すのブロック図である。
図１４は、一般的な光通信システムの構成を示すブロック図である。
図１５は、一般的な光通信システムの動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
（第１の実施の形態）
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による光通信システムの第１の実施の形態を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施の形態の光通信システムは、Ｒｂｐｓの速度で位相変調光信号を送出する送信装置１０１と、長距離伝送されたＲｂｐｓの速度の位相変調光信号を受信する受信装置１０２と、光信号を伝送するための光ファイバ１０３とを含む。
送信装置１０１は、Ｎ（Ｎは正の整数）個のＤＰＳＫ変調用符号化器１１５〜１１７、Ｎ：１マルチプレクサ１２５、および電気−位相変調光信号変換器１２７を備えている。受信装置１０２は、位相変調光信号−強度変調光信号変換器としてのＮビット遅延干渉計１３２、光強度から電気への変換を行う光−電気信号変換器１３４およびＮ：１デマルチプレクサ１３６を備えている。
Ｎ個のＤＰＳＫ変調用符号化器１１５〜１１７は、Ｒ／Ｎｂｐｓの速度の信号Ｄ１〜ＤＮを入力とし、それぞれ、符号化されたＲ／Ｎｂｐｓの信号Ｅ１〜ＥＮを出力する。Ｎ：１マルチプレクサ１２５は、ＤＰＳＫ変調用符号化器１１５〜１１７から出力されたＮ個のＲ／Ｎｂｐｓの信号Ｅ１〜ＥＮを入力とし、これらの信号をビット毎に時分割多重し、１本のＲｂｐｓのシリアル信号の電気信号Ｅを生成して出力する。電気−位相変調光信号変換器１２７は、Ｎ：１マルチプレクサ１２５から出力されたＲｂｐｓの電気信号ＥをＲｂｐｓの位相変調光信号Ｐに変換して出力する。
Ｎビット遅延干渉計１３２は、Ｒｂｐｓの位相変調光信号Ｐ’を入力とし、Ｎビット（具体的には、Ｎビット分の時間）前の光信号との位相差を検出し、位相差に応じた強度変調光信号Ｉを出力する。光−電気信号変換器１３４は、Ｎビット遅延干渉計１３２から出力されたＲｂｐｓの強度変調光信号Ｉを入力とし、信号光強度に対応したＲｂｐｓの電気信号Ｄ’を出力する。Ｎ：１デマルチプレクサ１３６は、電気信号Ｄ’から信号Ｄ’１〜Ｄ’Ｎを分離する。すなわち、光−電気信号変換器１３４によって変換された電気信号を、ビット毎の時分割によりＮ個の信号に分割する。
次に、図１〜図３を参照して本発明の第１の実施の形態の動作について説明する。各ＤＰＳＫ変調用符号化器１１５〜１１７は、各入力信号Ｄ１〜ＤＮに対して、入力が”１”の場合に、出力信号Ｅ１〜ＥＮを１ビット前の出力信号から反転する。図２に示すように、入力信号Ｄ１〜ＤＮは、Ｎ個並列に、独立にＤＰＳＫ変調用符号に変換される（ステップＡ１）。
次に、Ｎ：１マルチプレクサ１２５は、Ｎ個のＤＰＳＫ変調用に符号化された信号Ｅ１〜ＥＮを１ビットずつ順番に多重化する。すなわち、時間領域多重化を行う。そして、Ｒｂｐｓのシリアル信号（電気信号Ｅ）を生成する（ステップＡ２）。このように、ビット毎に多重化される様子が図３のタイミングチャートに示されている。すなわち、Ｎ個の並列に入力された信号Ｅ１〜ＥＮが１ビットずつ順に多重化され、多重化された電気信号Ｅが生成されている。図３に示すように、多重後の電気信号Ｅにおいて、ステップＡ１で生成された各ＤＰＳＫ変調用符号はＮビット毎に現れる。なお、図３において、Ｄｉｊ、Ｅｉｊ、Ｐｉｊ、Ｐ’ｉｊおよびＤ’ｉｊは、信号Ｄｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）、Ｅｉ、Ｐｉ、Ｐ’ｉおよびＤ’ｉにおけるｊ番目の信号（データを示す）。
Ｒｂｐｓのシリアル信号（電気信号Ｅ）は、電気−位相変調光信号変換器１２７に入力される。電気−位相変調光信号変換器１２７は、電気信号Ｅを、電気信号Ｅに応じた位相情報を持つ光信号Ｐすなわち位相変調光信号に変換し、光ファイバ（伝送路）１０３に出力する（ステップＡ３）。光ファイバ１０３は、送信装置１０１から出力された位相変調光信号Ｐを受信装置１０２まで伝送する（ステップＡ４）。
光ファイバ１０３を長距離伝送された光信号Ｐ’は、Ｎビット遅延干渉計１３２に入力される。受信される信号は、Ｎビット毎に独立したＤＰＳＫ変調用符号である。従って、受信側では、入力された光信号とＮビット前の光信号との位相を比較してＤＰＳＫ復調を行い、強度変調光信号Ｉを出力する（ステップＢ１）。そして、Ｎビット遅延干渉計１３２から出力された強度変調光信号Ｉは、光−電気信号変換器１３４に入力され、光−電気信号変換器１３４は、強度変調光信号Ｉを電気信号Ｄ’に変換する（ステップＢ２）。Ｎ：１デマルチプレクサ１３６は、信号Ｄ’をビット毎にＮ分割してＤ’１〜Ｄ’Ｎを得る。すなわち、時間領域多重分離を行う。電気信号Ｄ’１〜Ｄ’Ｎは、入力信号Ｄ１〜ＤＮに対応している。
本実施の形態の効果について説明する。本実施の形態では、ＤＰＳＫ変調用の符号化を、従来方式に対して１／Ｎの速度で並列に行う。従って、高速動作の符号化器を必要としないため、従来方式に比べて価格を抑えることができる。また、Ｒ／Ｎｂｐｓでの信号接続はコンパクトで容易に行えるため、装置を小型化できる。
Ｎとして任意の正の整数を用いることが可能であるが、Ｎの値が大きすぎると、並列処理数が増えすぎるために、かえって煩雑になる。Ｎは、高速なＮ：１マルチプレクサや１：Ｎデマルチプレクサの構成のしやすさから２の乗数（２，４，８，１６，３２・・・）が好ましい。
また、本実施の形態では、超高速動作の符号化器の代わりに動作速度が１／Ｎの符号化器をＮ個並列に用いることにより価格、サイズ、消費電力を低減させる。しかし、Ｎを大きくして速度を落とした場合、ある程度以下の速度では１つの符号化器を製造するのに必要な価格やサイズ、消費電力に差が生じなくなる。その結果、並列数を増やすことによる煩雑さの弊害が大きくなる。また、１／Ｎの速度で符号化を行う場合、受信装置１０２ではＮビット遅延干渉計１３２が必要になるが、Ｎが大きいものは遅延させる時間が長くなるため製造が難しくなる。従って、光ファイバ１０３上の伝送速度が最先端プロセスでの動作速度とすれば、その１／２〜１／１６の速度で符号化を行うことにより、本構成の利点を最も享受できる。光通信システムでは従来から使用されているＮ：１マルチプレクサ１２５におけるＮが４または１６であることから、既存システムとの親和性の観点からＮは４または１６が最も好ましい。
（第２の実施の形態）
次に、本発明による光通信システムの第２の実施の形態について図面を参照して説明する。
図４は、本発明による光通信システムの第２の実施の形態を示すブロック図である。図４に示すように、第２の実施の形態の光通信システムは、第１の実施の形態に対して、信号源の信号速度がＲｂｐｓであり、これに対応して受信側で復元される信号もＲｂｐｓである点が異なる。
本実施の形態では、送信装置３７１において、信号源からの信号Ｄは、ビット毎の時分割によりＮ個の並列信号に分割する１：Ｎデマルチプレクサ３７３によって、ビット毎に分割され、Ｎ個の並列信号Ｄ１〜ＤＮが生成される。また、受信装置３７２において、、図１に示された１：Ｎデマルチプレクサ１３６に代えて、電気信号を識別再生して元の信号を再生するＲｂｐｓ動作のデータ再生器（ＣＤＲ）３７４を用いて、受信信号を、元の信号Ｄに相当する信号Ｄ’に戻す。
ただし、受信側においてデータ再生器３７４で再生された信号Ｄ’の並び方には、Ｎ通りの可能性がある。送信側の１：Ｎデマルチプレクサ３７３のＮ個の出力チャンネルに、Ｄ１〜ＤＮがどの順番に現れるかについては、Ｎ通り存在するためである。また、Ｎ：１マルチプレクサ１２５により、シリアル信号に多重化された場合、出力信号Ｅの信号の並び方もＮ通りの可能性があるため、受信側の出力信号Ｄ’の並び方にも、Ｎ通りの可能性が生ずる。Ｎ通りの並び方の一例が図５に示す信号Ｄ’についてのｄ１〜ｄＮに示されている。元の信号Ｄと同じ並びにするには、後段の信号処理で配置変換を行えばよい。
光通信システムにおけるその他の構成要素の動作は、第１の実施の形態の場合と同様である。また、本実施の形態で得られる効果は、第１の実施の形態の場合と同じである。
（第１の実施例）
次に、本発明の第１の実施例を、図６〜図８、図９および図１０を参照して説明する。図６は、本発明の第１の実施例を示すブロック図である。図６に示す構成は、図１に示された第１の実施の形態を、Ｒｂｐｓ＝４０Ｇｂｐｓ、Ｎ＝４として具体的に示した例に相当する。図１に示された光通信システムにおける送信側の並列入力信号に相当するものとして、ここでは、入力信号４０４を入力するＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）エンコーダ４０５から１０Ｇｂｐｓ信号Ｄ１〜ＤＮが４並列で与えられる。
送信装置４０１は、ＦＥＣエンコーダ４０５、４個のＤＰＳＫ変調用符号化器４１１〜４１４、４：１マルチプレクサ４２１、光源（ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光源）４２８、ＬＮ（Ｌｉｔｉｕｍ  Ｎｉｏｂａｔｅ）変調器４２９，４３０、データドライバ４２３およびクロックドライバ４２６を備えている。受信装置４０２は、４ビット遅延干渉計４４２、光検出器（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）４４５、１：４デマルチプレクサ４４７およびＦＥＣデコーダ４５２を備えている。
図７の流れ図に示すように、ＦＥＣエンコーダ４０５からの信号Ｄ１〜Ｄ４が、独立した４個のＤＰＳＫ変調用符号化器４１１〜４１４に入力される。ＤＰＳＫ変調用符号化器４１１〜４１４は、入力が”１”の場合に、出力信号Ｅ１〜Ｅ４を１ビット前の出力信号から反転する。図７に示すようにて、入力信号Ｄ１〜Ｄ４は、ＤＰＳＫ変調用符号の信号Ｅ１〜Ｅ４に変換される（ステップＡ１１）。ＤＰＳＫ変調用符号に変換される様子が図８のタイミングチャートに示されている。
４：１マルチプレクサ４２１は、信号Ｅ１〜Ｅ４をビット毎に多重化する（ステップＡ１２）。データドライバ４２３は、４：１マルチプレクサ４２１の出力である電気信号ＥをＬＮ変調器４２９が位相変調を行うのに必要な振幅（ＬＮ変調器４２９のＶπの約２倍）にまで増幅する。
ＦＥＣエンコーダ４０５から出力されるクロック信号は４つの出力信号Ｄ１〜Ｄ４に同期している。４：１マルチプレクサ４２１にはクロック逓倍機能が搭載され、４：１マルチプレクサ４２１は、クロック信号の周波数を２０ＧＨｚに逓倍する。クロックドライバ４２６は、４：１マルチプレクサ４２１からのクロック信号を、ＬＮ変調器４３０がＲＺ変調を行うに必要な信号振幅（ＬＮ変調器４３０のＶπの約２倍）にまで信号を増幅する。
ＬＮ変調器４２９は、光源４２８から出力された光を、データドライバ４２３からの電圧信号により位相変調し、位相が０またはπの光信号を出力する。データドライバ４２３からＬＮ変調器４２９に入力する電圧信号がハイレベルのときにはＬＮ変調器４２９からの出力光信号の位相は０（またはπ）、データドライバ４２３からＬＮ変調器４２９に入力する電圧信号がローレベルのときにはＬＮ変調器４２９からの出力光信号位相がπ（または０）になる。
ＬＮ変調器４２９でデータ変調された光信号は、さらにＬＮ変調器４３０に入力される。ＬＮ変調器４３０は、入力光に対して、クロックドライバ４２６からのクロック信号の周波数の２倍の周波数である４０ＧＨｚの光信号のクロック変調を行い、ＲＺエンベロープを持つＲＺ−ＤＰＳＫ変調光に変換して出力する。
受信装置４０２において、４ビット遅延干渉計４４２は、図９に示すようなマッハツェンダー干渉計である。すなわち、入力した光を２分岐する光分岐部分６６１と、２つの信号に時間差を与える伝送路６６２と、２分岐した信号を干渉させて光強度信号に変換するための方向性結合器６６３とを含む。伝送路６６２では、２つの分岐された光信号が干渉計６６３に達するまでの時間差が信号の４ビット分の時間差、つまり、１００ｐｓ（ピコ秒）の遅延が生じる。１００ｐｓは、１０Ｇｂｐｓの信号の１ビット分の時間幅であるため、４ビット遅延干渉計４４２として、１０Ｇｂｐｓ用の１ビット遅延干渉計と同じものを用いることができる。
図９に示す４ビット遅延干渉計では、信号の位相が４ビット（具体的には、４ビット分の時間）前と同じ場合、その出力（方向性結合器６６３の一方の出力）から、光分岐部分６６１の出力と伝送路６６２からの信号とがが強めあった信号が得られる。また、他方の出力からは、光分岐部分６６１の出力と伝送路６６２からの信号とが打ち消しあった信号が得られる。逆に位相が異なる場合には、方向性結合器６６３の一方の出力から、光分岐部分６６１の出力と伝送路６６２からの信号とが打ち消しあった信号、他方の出力から、光分岐部分６６１の出力と伝送路６６２からの信号とが強めあった信号が得られる。
従って、４ビット遅延干渉計４４２は、入力光信号Ｐ’の４ビット前との位相差がπの場合には一方の光信号Ｉはハイレベルで他方の光信号Ｉ’はローレベル、位相差が０の場合には、その逆の差動信号に入力光信号Ｐ’を変換する。
４ビット遅延干渉計４４２から出力された光の差動信号Ｉ，Ｉ’は、２連のＰＤ（Ｂａｌａｎｃｅｄ  ＰＤ）４４５に入力される。光信号ＩはＰＤ４５４に入力し、Ｉ’はＰＤ４５５に入力する。光信号Ｉがハイレベルで光信号Ｉ’がローレベルのときには、ＰＤ４５４に電流が流れ、ＰＤ４５５には電流が流れない。よって、電圧による電気信号Ｄ’はハイレベルになる。光信号Ｉがローレベルで光信号入力Ｉ’がハイレベルのときにはＰＤ４５４には電流が流れず、ＰＤ４５５に電流が流れる。よって、電気信号Ｄ’はローレベルになる。このように光の差動信号Ｉ，Ｉ’が電圧信号に変換される。
２連のＰＤ４４５から出力した電気信号Ｄ’は、クロック抽出機能（ＣＤＲ）付きの１：４デマルチプレクサ４４７に入力される。１：４デマルチプレクサ４４７は、４０Ｇｂｐｓのシリアル信号をビット毎に信号Ｄ’１〜Ｄ’４に振り分け、１０Ｇｂｐｓの４つの並列信号Ｄ’１〜Ｄ’４を出力する。
１：４デマルチプレクサ４４７から出力される４つの並列信号Ｄ’１〜Ｄ’４は、ＦＥＣエンコーダ４０５から出力された４つ信号Ｄ１〜Ｄ４に対応している。１：４デマルチプレクサ４４７から出力される信号Ｄ’１〜Ｄ’４が、出力４チャネルのどこに現れるかについては、１／４の確率で４パターンの可能性が生ずる。従って、図１０に示すように、チャネル識別機能付のＦＥＣデコーダ４５２が用いられる。図１０に示すＦＥＣデコーダ４５２において、入力段には、経路切り替えを行えるような経路切り替えスイッチ７２２が設けられている。後段のＦＥＣデコード部７２３は、モニタしたヘッダ、または、チャネル識別子の情報を経路切り替え制御器７２４に送る。経路切り替え制御器７２４は、受信した情報を元に、経路切り替えスイッチ７２２の経路切り替えを行う。このようにして、ＦＥＣデコード部７２３に入力された４チャネルの信号を所望のデータ列に並び替える。
なお、ＤＰＳＫ変調用符号化器４１１〜４１４は、１ビット遅延部と排他的論理和回路とで構成したり、論理積回路とＴＦＦ（Ｔ−フリップフロップ）回路とを用いて構成したり、様々に構成することができる。本発明では、ＤＰＳＫ変調用符号化器４１１〜４１４の構成として、どのような構成を用いてもよい。
また、第１の実施例では、光の変調方式として、ＲＺ−ＤＰＳＫを用いる構成を示したが、これに限るものではない。ＣＳＲＺ−ＤＰＳＫやＤＰＳＫのＮＲＺ変調など、光の信号に位相情報が搭載される変調方式であればよい。
また、送信側の信号源がＦＥＣエンコーダ４０５である場合を示したが、信号源はこれに限るものではない。信号源の出力インタフェース速度が低速である場合には、符号化器の速度まで多重する構成も考えられる。例えば、ＦＥＣエンコーダ４０５の出力信号が６２５Ｍｂｐｓ×６４本である場合、これを４個の１６：１マルチプレクサを用いて１０Ｇｂｐｓ×４本に多重した後、１０Ｇｂｐｓの信号に対して符号化を行い、さらに４：１マルチプレクサで４０Ｇｂｐｓに多重化して４０Ｇｂｐｓの光伝送を行ってもよい。
（第２の実施例）
次に、本発明の第２の実施例を、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の第２の実施例を示すブロック図である。第２の実施例は第２の実施の形態に対応するものである。図１１に示す構成は、図４に示された第２の実施の形態を、Ｒｂｐｓ＝４０Ｇｂｐｓ、Ｎ＝４として具体的に示した例に相当する。第１の実施例に対して、信号源からの信号が４０Ｇｂｐｓのシリアル信号であり、受信側で復元される信号も４０Ｇｂｐｓの信号である点が異なる。
図１１に示す送信装置５５８において、図４に示された送信装置３７１における電気−位相変調光信号変換器１２７として、光源４２８からの光を、４：１マルチプレクサ４２１からの信号を増幅するデータドライバ４２３により位相変調する光変調器４２９が用いられている。また、図４に示された送信装置３７１における光−電気信号変換器１３４として、第１の実施例の場合と同様に、２連のＰＤ４４５が用いられている。また、Ｎビット遅延干渉計１３２として、第１の実施例の場合と同様に、４ビット遅延干渉計４４２が用いられている。
本実施例では、信号源からの信号Ｄが１：４デマルチプレクサ５４２によってビット毎に分割され、４個の並列信号Ｄ１〜Ｄ４が生成される。また、受信側では、Ｒｂｐｓ動作のデータ再生器（ＣＤＲ）４５３を用いて元の信号に戻す。
なお、第１および第２の実施例で用いられる４ビット遅延干渉計４４２（図９参照）における１００ｐｓ遅延方法として、伝送路６６２として光ファイバを用いたり、ＰＬＣ（ｐｌａｎｅｒ  ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いるなど、様々な方法が考えられる。本発明では、遅延干渉計における遅延方法として、遅延した信号との位相差情報を光強度情報に変換する方法であれば、任意の方法を用いることができる。
（第３の実施例）
次に、本発明の第３の実施例を、図１２を参照して説明する。本実施例は、１０ＧｂｐｓのＤＰＳＫ変調方式を用いた通信システム（１０Ｇｂｐｓ送信装置７０１）からの信号と４０ＧｂｐｓのＤＰＳＫ変調方式を用いた通信システム（４０Ｇｂｐｓ送信装置７０３）からの信号とを波長多重して、１つの光ファイバ１０３で送るＷＤＭ光通信システムの例である。図１２に示す構成では、受信側でＤＰＳＫ復調を行う際に、波長毎に復調を行わず、１つの１０Ｇｂｐｓ１ビット（１００ｐｓ）遅延干渉計（以下、１ビット遅延干渉計という。）４４３を用いる。すなわち、異なる２つの波長の光信号に対して一括して復調を行った後、波長分割を行う。２つの波長信号の波長λ１，λ２について共通の１０Ｇｂｐｓの１ビット遅延干渉計４４３を用いることができるため、受信装置ごとに遅延干渉計を備える必要がない。
本実施例のＷＤＭ光通信システムは、波長λ１で１０Ｇｂｐｓの信号を送出する第２の位相変調光信号送出手段としての送信装置７０１と、波長λ２で４０Ｇｂｐｓの信号を送出する第１の位相変調光信号送出手段としての送信装置７０３と、これら２波長の信号について波長多重を行うＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）７０９と、光ファイバ（光信号を伝送するシングルモードファイバ）１０３と、１０Ｇｂｐｓの１ビット遅延干渉計４４３と、波長分離を行うＡＷＧ７１０，７１１と、１０Ｇｂｐｓ受信装置７０５と、４０Ｇｂｐｓ受信装置７０７とを含む。
１０Ｇｂｐｓの送信装置７０１は、１０ＧｂｐｓのＤＰＳＫ変調用符号化器７１２と、ＤＰＳＫ変調用符号化器７１２で符号化された電気信号を位相変調光信号に変換する電気−位相変調光信号変換器７１３とを含む。また、４０Ｇｂｐｓの送信装置７０３は、第１の実施例や第２の実施例で示されたような、１０Ｇｂｐｓの４つのＤＰＳＫ変調用符号化器７３１〜７３４（第１の実施例や第２の実施例では、ＤＰＳＫ変調用符号化器４１１〜４１４）と、ＤＰＳＫ変調用符号化器７３１〜７３４で符号化された並列信号をビット毎に時分割多重してＲｂｐｓの信号を生成するマルチプレクサ７３５と、電気−位相変調光信号変換器７３６とを持つ４０Ｇｂｐｓの送信装置である。なお、図１２に示す例では、送信装置７０１に、６２５Ｍｐｂｓの１６本の信号を多重化する１６：１マルチプレクサ７１１が設けられている。また、受信装置７０５において、１０Ｍｂｐｓのシリアル信号を１６本の信号に分離する１：１６デマルチプレクサ７７４が設けられている。
受信側では、光ファイバ１０３で伝送された光信号は、１０Ｇｂｐｓの１ビット遅延干渉計４４３に入力される。１ビット遅延干渉計４４３は、２波長の光信号について一括して、１００ｐｓ前の信号との位相比較を行う。従って、波長λ１の１０Ｇｂｐｓ信号につ
いては、１ビット（具体的には１ビット分の時間）前の信号との位相比較が行われ、波長λ２の４０Ｇｂｐｓ信号については、４ビット（具体的には４ビット分の時間）前の信号との位相比較が行われる。１ビット遅延干渉計４４３は、これらの比較結果にもとづいて、差動の強度変調光信号を出力する。
出力された差動の強度変調光信号は、それぞれλ１とλ２の波長要素を含むため、光信号をそれぞれの波長の強度変調光信号に分離するためのＡＷＧ７１０，７１１に入力され、それぞれ波長λ１の強度変調光信号と波長λ２の強度変調光信号に分離されて出力される。ＡＷＧ７１０，７１１からの各出力は、同じ波長同士がペアで差動信号として、各受信装置７０５，７０７に入力されて処理される。ここで、１ビット遅延干渉計４４３からの出力における差動情報を保つため、１ビット遅延干渉計４４３からＡＷＧ７１０を経由して受信装置７０５へ入力される波長λ１の信号の信号経路の伝送路特性（ロスや遅延時間特性）と、１ビット遅延干渉計４４３からＡＷＧ７１１を経由して受信装置７０５に入力される波長λ１の信号の信号経路の伝送路特性は等しくなくてはならない。同様に、波長λ２の信号の信号経路も２つのパスで同じ伝送路特性を持たなくてはならない。
ＡＷＧ７１０，７１１で分離された波長λ１の強度変調光信号は、受信装置７０５のＰＤ７７２で、電気信号に変換される。また、ＡＷＧ７１０，７１１で分離された波長λ２の強度変調光信号は、受信装置７０７のＰＤ７７３で、電気信号に変換され、次いで、１：４デマルチプレクサ７７５で、４個の元の信号に戻される。
（第４の実施例）
次に、本発明の第４の実施例を、図１３を参照して説明する。本実施例では、送信装置７５１において、全てのＤＰＳＫ変調用符号化器７６３，７８１，７８２，７８３が電気−位相変調光信号変換器７６９を共有できるようにすることにより、１０Ｇｂｐｓの信号でも４０Ｇｂｐｓの信号でもどちらの信号をも出力できる。また、受信装置７５２も、電気信号を識別再生して元の信号を再生するＣＤＲとして、マルチレートのＣＤＲ７７１を用いることにより、１０Ｇｂｐｓの信号でも４０Ｇｂｐｓの信号でも受信できる。
送信装置７５１は、１０Ｇｂｐｓの電気信号（電圧信号）、または４０Ｇｂｐｓの電気信号を入力する。１０Ｇｂｐｓの信号を入力する場合、その信号を出力するようにセレクタ７６２を設定する。また、セレクタ７６８を、ＤＰＳＫ変調用符号化器７６３からの信号を選択するように設定する。このように設定することにより、１０Ｇｂｐｓの信号源からの信号が、電気−位相変調光信号変換器７６９で変換され、ＤＰＳＫ変調光として光ファイバ１０３に出力される。
４０Ｇｂｐｓの信号を入力する場合には、まず、１：４デマルチプレクサ７６１が、１０Ｇｂｐｓの４本の信号に分割する。セレクタ７６２は、１：４デマルチプレクサ７６１からの出力信号を選択するように設定される。さらに、セレクタ７６８は、時分割多重によりシリアル信号を生成するマルチプレクサ７６７からの出力である４０Ｇｂｐｓ信号を選択するように設定される。このように設定することにより、４０Ｇｂｐｓ信号源からの信号が、電気−位相変調光信号変換器７６９で変換され、ＤＰＳＫ変調光として光ファイバ１０３に出力される。このように、本実施例では、送信装置７５１は、１０Ｇｂｐｓの信号と４０Ｇｂｐｓの信号のいずれを入力してもＤＰＳＫ位相変調光信号を送信できる機能を備える。
受信装置７５２は、１０Ｇｂｐｓの１ビット遅延干渉計４４３と、光−電気信号変換器としての２連のＰＤ７７０と、マルチレートのＣＤＲ７７１とを含む。１ビット遅延干渉計４４３は、図１１に示された送信装置５５８、図１２に示された送信装置７０１，７０３、図１３に示された送信装置７５１で生成される１０Ｇｂｐｓと４０ＧｂｐｓのいずれのＤＰＳＫ変調信号も復号することができる。ここで、ＰＤ７７０は、４０Ｇｂｐｓ用の広帯域なベースバンド信号用のデバイスであり、１０Ｇｂｐｓの信号も受信できる。また、マルチレートのＣＤＲ７７１は、１０Ｇｂｐｓまたは４０Ｇｂｐｓどちらの速度にも対応したものを用いる。以上のような構成によって、受信装置７５２は、１０ＧｂｐｓのＤＰＳＫ変調光でも４０ＧｂｐｓのＤＰＳＫ変調光でも受信でき、元の信号を再生することができる。
【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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