(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号の位相を変調することにより符号化された情報を含む光信号の位相を再生するための装置であって、
位相変調により符号化された情報を含む光信号を、振幅変調により符号化された前記情報を含む少なくとも１つの二次信号に変換するための光変調コンバータと、
二次信号の振幅を再生するための少なくとも１つの光振幅再生モジュールと、
再生された二次信号を、位相変調により符号化された情報を含む信号に変換するための光変調コンバータとを備える、再生装置。
【請求項２】
位相変調を振幅変調に変換する光変調コンバータおよび振幅変調を位相変調に変換する光変調コンバータが、単一の可逆コンバータとして結合されている、請求項１に記載の再生装置。
【請求項３】
二次信号を再生するための光振幅再生モジュールが、ノイズ抑制手段を備えている、請求項１に記載の再生装置。
【請求項４】
ノイズ抑制手段が、可飽和吸収体を備えている、請求項３に記載の再生装置。
【請求項５】
各光変調コンバータが、２つの二次信号を供給する直列に接続された２つのカプラを備えている、請求項１に記載の再生装置。
【請求項６】
２つの二次信号の振幅を再生するための光振幅再生モジュールが、両方の二次信号の振幅を同時に再生する単一の可飽和吸収体を備えている、請求項５に記載の再生装置。
【請求項７】
二次信号の振幅を再生するための光振幅再生モジュールが、二次信号の各振幅をそれぞれ再生する２つの可飽和吸収体を備えている、請求項５に記載の再生装置。
【請求項８】
光信号伝播手段を備える光伝送機器であって、光信号伝播手段に組み込まれた請求項１に記載の再生装置を含む、光伝送機器。
【請求項９】
位相変調により符号化された情報を含む信号を、振幅変調により符号化された前記情報を含む少なくとも１つの二次信号に変換するための光変調コンバータと、
二次信号の振幅を再生するための少なくとも１つの光振幅再生モジュールと、
再生された二次信号を位相変調により符号化された情報を含む信号に変換するための光変調コンバータとを結合した装置を用いて、
前記信号の位相を変調することにより符号化された情報を含む光信号の位相を再生する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を再生する装置、この装置の使用方法、およびこの装置を搭載する機器に関する。
【０００２】
さらに詳細には、本発明は、信号の位相変調により符号化された情報を含む光信号を再生する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
信号が光ファイバにより伝送される場合、信号は、振幅、周波数、または位相ひずみなどのある種のひずみを受ける。送信された信号と可能な限り同じ信号を復元するために、光信号を再生装置に通す必要がある。
【０００４】
前記信号の振幅変調により、例えば可飽和吸収体により、符号化された情報を含む光信号を再生する装置は、すでに、従来技術において知られている。
【０００５】
不都合な点は、１秒当たり４０ギガビット（Ｇｂｉｔ／ｓ）以上の速度を得ることが可能な現在の光伝送装置においては、絶えず増加する用途が、位相変調された信号、詳細には差動位相シフトキーイング（ＤＰＳＫ）方式の変調により変調された信号から形成されていることである。この方式の変調においては、情報は、信号の位相で符号化されており、例えば、「１」のビットは、搬送波信号の位相を反転することによって符号化され、一方、「０」のビットは、位相変化しないことによって符号化される。
【０００６】
現在の光再生装置では、そのような装置が信号振幅にだけ作用するために、位相変調により符号化された情報を含む信号を正しく再生できない。したがって、伝送される情報を劣化させる信号の位相ひずみは、削除するかまたは少なくとも低減することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、位相変調により符号化された情報を含む信号を再生できる信号再生装置を提案することにより、前述の欠点を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために、本発明は、光信号の位相を変調することにより符号化された情報を含む光信号の位相を再生するための装置を提供する。この装置は、
位相変調により符号化された情報を含む光信号を、振幅変調により符号化された前記情報を含む少なくとも１つの二次信号に変換するための光変調コンバータと、
二次信号の振幅を再生するための少なくとも１つの光振幅再生モジュールとを備える。
【０００９】
したがって、本発明の再生装置は、振幅変調により符号化された情報を含む信号を再生するための既存の装置を用いて、位相変調により符号化された情報を含む信号の位相を簡単な方法で再生できる。
【００１０】
本発明の再生装置はさらに、以下の特性の１つ以上を備えることができる。
【００１１】
再生装置は、さらに、再生された二次信号を、位相変調により符号化された情報を含む信号に変換するための光変調コンバータを備える。
【００１２】
位相変調を振幅変調に変換する光変調コンバータおよび振幅変調を位相変調に変換する光変調コンバータは、単一の可逆コンバータとして結合される。
【００１３】
二次信号を再生するための光振幅再生モジュールは、ノイズ抑制手段を備える。
【００１４】
ノイズ抑制手段は可飽和吸収体を備える。
【００１５】
各光変調コンバータは、２つの二次信号を供給する直列接続された２つのカプラを備える。
【００１６】
２つの二次信号の振幅を再生するための光振幅再生モジュールは、両方の二次信号の振幅を同時に再生する単一の可飽和吸収体を備える。
【００１７】
二次信号の振幅を再生するための光振幅再生モジュールは、二次信号の各振幅をそれぞれ再生する２つの可飽和吸収体を備える。
【００１８】
本発明は、さらに、光信号伝播手段を含む光伝送機器を提供し、この機器は、伝播手段内に組み込まれた、本発明の前述の再生装置を含む。
【００１９】
本発明は、また、信号の位相変調により符号化された情報を含む光信号の位相を再生するために、以下を組み合わせた装置の使用方法を提供する。すなわち、
位相変調により符号化された情報を含む信号を、振幅変調により符号化された前記情報を含む少なくとも１つの二次信号に変換するための光変調コンバータと、
二次信号の振幅を再生するための少なくとも１つの光振幅再生モジュールとである。
【００２０】
本発明は、単に例としての目的で示した、添付図面を参照する以下の説明を読むことにより、十分理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
全体に参照符号１０で示される光ファイバが、図１に示される。この光ファイバは、信号の位相変調により符号化された情報を含む光信号Ｓを伝送するのに用いられる。用いられる位相変調は、例えば、知られているＲＺ−ＤＰＳＫおよびＮＲＺ−ＤＰＳＫから選択できる。
【００２２】
光信号Ｓにより搬送される情報は、２進情報である。ビットは、２つ１組で、「ビット時間」と呼ばれる期間Ｔｂだけ間隔を空けている。
【００２３】
信号Ｓ（ｔ）は、周期Ｔｐの周期的搬送信号Ｐ（ｔ）の位相を変調することにより得られる。搬送信号は、ＴｂがＴｐの倍数となるように選択される。
【００２４】
ｎＴｂの時点と（ｎ＋１）Ｔｂの時点との間に伝送される第ｎ番目ビットに対応する信号の位相は、φ（ｎ）と表示される。
【００２５】
したがって、光ファイバを介して伝送される信号は、以下の式で表される。
【数１】
0004713142.tif 000002
ここでＥ［  ］は、整数部分関数を示す。
【００２６】
光信号再生装置１２は、光ファイバ１０と直列に接続される。再生装置１２に入力される光信号は、Ｓｅ＝Ｓと表示され、再生装置から出る再生された光信号は、Ｓｓと表示される。
【００２７】
再生装置１２は、位相変調により符号化された情報を含む信号Ｓｅを、振幅変調により符号化された前記情報を含む２つの信号Ｓ１’およびＳ２’に変換するための第１の光変調コンバータ１４を備える。
【００２８】
次に、これら２つの信号Ｓ１’およびＳ２’は、光振幅再生モジュール１６を用いて再生される。
【００２９】
光振幅再生モジュール１６を用いて再生された光信号は、振幅変調により符号化された情報を含む信号を、位相変調により符号化された情報を含む信号Ｓｓに変換するための、第２の光変調コンバータ１８を通過する。したがって、信号Ｓｓは、信号Ｓｅと同一の位相変調により符号化された情報を含むが、その間に、光振幅再生モジュール１６により再生されている。
【００３０】
再生装置１２内では、再生信号Ｓｅは、２つの信号に分割されていることが分かる。したがって、信号が通過する２つの経路を参照するために、再生装置１２の２つのアームに対して参照される。第１のアーム（図１の上側アーム）上を伝送される信号は、指標１で示されるのに対して、第２のアーム（下側アーム）上を伝送される信号は、指標２で示される。
【００３１】
各光変調コンバータ１４、１８は、モジュール１４については２つの３デシベル（ｄＢ）カプラ２０、２２、ならびにモジュール１８についてはカプラ２６および２８により、第１のアームの２つのカプラの間に挿入されたそれぞれの遅延素子２４または３０とともに、実現されるＤＰＳＫ復調器である。
【００３２】
３ｄＢカプラは、受動光四重極である。信号が入力される２つの極は、Ｉｎｌｅｔ１およびＩｎｌｅｔ２と表示され、信号が出力される２つの極は、Ｏｕｔｌｅｔ１およびＯｕｔｌｅｔ２と表示される。次に、これら極は、以下の関係で関連付けされる。
【数２】
0004713142.tif 000003
【００３３】
カプラは受動部品であるため、２つの入力極は、上記の関係を変更することなく、左右の極を交換可能である。３ｄＢカプラは、「可逆性」であるといえる。
【００３４】
光変調コンバータ１４の第１の３ｄＢカプラ２０は、これの単独の入力信号として、入力端１を介して入力される信号Ｓｅを有する。入力端２は、接地接続される。３ｄＢカプラ２０の出力端１で得られる信号は、Ｓ１で示され、３ｄＢカプラ２０の出力端２で得られる信号は、Ｓ２で示される。
【００３５】
このとき、これら２つの信号Ｓ１およびＳ２は、以下のように表される。
【数３】
0004713142.tif 000004
【数４】
0004713142.tif 000005
【００３６】
光変調コンバータ１４内の２つの３ｄＢカプラ２０および２２の間の第１のアームに配置された遅延素子２４は、信号Ｓ１を１ビット時間Ｔｂだけ遅延させた後に、第２の３ｄＢカプラ２２に入力するよう作用する。このとき、遅延された信号は以下のように表される。
【数５】
0004713142.tif 000006
【００３７】
第２のアーム上の第１の３ｄＢカプラ２０の出力端で得られる信号Ｓ２は、第２の３ｄＢカプラ２２の第２の入力端に直接入力される。
【００３８】
第２の３ｄＢカプラ２２の出力端から出力される信号Ｓ１’およびＳ２’は、以下のように表される。
【数６】
0004713142.tif 000007
【数７】
0004713142.tif 000008
【００３９】
ＴｂはＰの周期Ｔｐの倍数であるため、Ｐ（ｔ−Ｔｂ）＝Ｐ（ｔ）となる。
【００４０】
搬送信号Ｓｅ上の情報を符号化するのに用いられる変調は、２状態差動位相キーイング方式である。位相φに対して選択される２つの状態は、０とπである。このように、連続する２ビットは、同位相または逆位相の信号により符号化される。  したがって、φ（ｎ）＝φ（ｎ−１）である場合、信号Ｓ１’はゼロであり、Ｓ２’は非ゼロである。同様に、φ（ｎ）＝φ（ｎ−１）＋πである場合、信号Ｓ１’は非ゼロであり、Ｓ２’はゼロである。このように、信号Ｓ１’およびＳ２’は、振幅変調により符号化される情報を有する。
【００４１】
再生装置１２の光振幅再生モジュール１６により、これら２つの信号Ｓ１’およびＳ２’を再生できる。このモジュールは、ノイズ抑制手段１７を備える。使用されるノイズ抑制手段１７は、例えば、２つの信号Ｓ１’およびＳ２’からノイズを除去する可飽和吸収体である。振幅変調により符号化された情報を含む信号を再生するための他の任意の装置を、使用することもできる。
【００４２】
第２の光変調コンバータ１８の第１の３ｄＢカプラ２６の第１のアームの出力端において得られる信号は、Ｓ１”で表される。この信号Ｓ１”は、以下の式に等しい。
【数８】
0004713142.tif 000009
【００４３】
信号Ｓ１”’は、遅延素子３０を通過後の信号Ｓ１”’に対応し、以下の式で与えられる。
【数９】
0004713142.tif 000010
【００４４】
第２の光変調コンバータ１８の第１の３ｄＢカプラ２６の第２のアームの出力端において得られる信号は、Ｓ２”’で表され、以下の式になる。
【数１０】
0004713142.tif 000011
【００４５】
これら２つの信号Ｓ１”’およびＳ２”’は、第２の光コンバータ１８の第２の３ｄＢカプラ２８に加えられる。この第２の光コンバータ１８は、接地接続された出力端２を有し、このとき第２の３ｄＢカプラ２８の出力端１で得られる信号Ｓｓの値は、以下の式で与えられる。
【数１１】
0004713142.tif 000012
【００４６】
この信号Ｓｓは、正負符号を無視し、１ビット時間ずれた信号Ｓｅに対応することが分かる。
【００４７】
したがって、これにより、前記信号の位相を変調することにより符号化された情報を含む光信号Ｓを再生する装置を提供できる。この再生装置は、受動素子だけを備える利点を有する。
【００４８】
図２に示す第２の実施形態は、３ｄＢカプラの可逆性を利用する。前述の光変調コンバータ１４および１８は、可逆性部品を用いる対称型装置であるため、これら光変調コンバータも、同様に可逆性装置である。同様の結果は、装置を通過する光の方向に関係なく得られる。
【００４９】
「順」方向の用語は、左から右への伝送に対して用い、「逆」方向の用語は、右から左への伝送に対して用いる。
【００５０】
再生装置１２は、ノイズ抑制手段１７を備える光振幅再生モジュール１６と直列に接続される単一の光変調コンバータ１４を有する。
【００５１】
光振幅再生モジュール１６の出力端で得られる順方向に伝播する信号は、第１の実施形態における同一モジュールの出力端で得られる信号と同一である。光出力再生モジュール１６の出力端に、反射器モジュール３２が配置される。反射器モジュール３２は、２つのミラー３４および３６を備え、この各ミラーは、再生装置１２のそれぞれのアームに配置される。
【００５２】
３ｄＢカプラ２２からの２つの出力端と反射器装置３２のミラー３４および３６との間を伝送される経路長が等しいため、信号間の位相差は維持されると仮定する。そうでない場合、調整のために位相差を生じる素子を挿入して、２つの経路間の位相差を補正する必要がある。
【００５３】
次に、反射器装置３２のミラー３４および３６のそれぞれでの反射後に得られる信号は、光振幅再生モジュール１６を再度通過後、光変調コンバータ１４に向かって逆方向に伝送される。
【００５４】
図２において示される信号Ｓ１、Ｓ１’、Ｓ１”、Ｓ１”’、Ｓ２、Ｓ２’、Ｓ２”、およびＳ２”’についての式は、図１に示す実施形態についての式と同一である。
【００５５】
この実施形態においては、再生装置１２は、さらに、光ファイバ１０の中間に挿入できる光サーキュレータ４０を含む。光ファイバ１０を通り伝播する信号Ｓｅは、第１のポートＶ１からサーキュレータ４０に入り、第２のポートＶ２から出て、光変調コンバータ１４の方向に向かう。信号は再生された後、第２のポートＶ２から光サーキュレータ４０に戻り、再生された出力信号Ｓｓの形で第３のポートＶ３から出力される。
【００５６】
図３には本発明の第３の実施形態を示す。この再生装置１２は、単一の光変調コンバータ４２と、第２の実施形態と同様のノイズ抑制手段１７を備える光振幅再生モジュール４４とを有する。
【００５７】
光変調コンバータ４２は、２つの３ｄＢカプラ５４を有し、これらカプラの間の第１のアーム上に、１つの１ビット遅延素子が配置されており、この結果、順方向に伝播する信号が、第２の実施形態と同一の変調を受ける。
【００５８】
このように、位相変調により符号化された情報を含む信号を、振幅変調により符号化された情報を含む２つの信号への変調の光変換は、前述の実施形態と同一の方法により実現する。信号Ｓ１、Ｓ１’、Ｓ２、およびＳ２’は同様に、以下の式で与えられる。
【数１２】
0004713142.tif 000013
【数１３】
0004713142.tif 000014
【００５９】
光変調コンバータの第１のアームおよび第２のアームからの出力端でそれぞれ得られる信号Ｓ１’およびＳ２’は、その後、光振幅再生モジュール４４に伝送される。
【００６０】
前述の第２の実施形態と異なり、信号Ｓ１’は、一度再生され、第２のアーム上の入力端から光変調コンバータに再度入力される。信号Ｓ２’は、一度再生され、第１のアーム上の入力端から光変調コンバータに再度注入される。
【００６１】
この実施形態により、もはや反射モジュールを使用する必要が無くなる。これは、振幅再生手段４６が、両方向に同時に再生機能を実行することを前提とする。これの１つの可能な具体的実施形態は、両方の信号を同時に処理できる十分大きい面積の可飽和吸収体である。
【００６２】
信号Ｓ１’およびＳ２’は、光変調コンバータ４２を通り、逆方向に伝播するが、第２の３ｄＢカプラ５４からの出力端で得られる信号は、以下の式で表される。
【数１４】
0004713142.tif 000015
【数１５】
0004713142.tif 000016
【００６３】
１ビット遅延素子を通過後、信号Ｓ１”は、以下の式で表される信号Ｓ１”’となる。
【数１６】
0004713142.tif 000017
【００６４】
第２の実施形態と実質的に同一の結果を得るために、第２のアームに２ビット時間遅延素子が配置される。
【００６５】
この遅延素子は第２のアームを逆方向に伝播する信号だけに作用しなければならない。
【００６６】
この目的にために、２つの光サーキュレータ４８を用いて、第２のアームを順方向に伝送される信号を変化させずに維持する一方で、第２のアームを逆方向に伝送される信号を、２ビット時間遅延素子５０を通過させる。
【００６７】
２ビット遅延素子５０を通過後、信号Ｓ２”は、以下の式で表される信号Ｓ２”’となる。
【数１７】
0004713142.tif 000018
【００６８】
次に、これら２つの信号Ｓ１”’およびＳ２”’が、第１の３ｄＢカプラ５４に入る。このカプラ５４の第２のアームにおける逆方向の出力端は、以下の式で与えられる。
【数１８】
0004713142.tif 000019
【００６９】
したがって信号Ｓｓは、正負符号を無視すると、２ビット時間ずれた信号Ｓｅに一致することが分かる。
【００７０】
図３に示される第３の実施形態で用いられ、かつ両方向に同時に作用する光再生モジュール４４もまた、２つの可飽和吸収体を使用して実現できる。
【００７１】
図４に詳細に示すこのモジュールは、第１および第２のノイズ抑制手段５８および６０と、２つの光サーキュレータ６２および６４とを有する。ノイズ抑制手段５８および６０は、例えば可飽和吸収体により構成される。２つの光サーキュレータにより、光変調コンバータ４２の第１のアームから第２のアームに伝播する信号は、第１の可飽和吸収体５８を通過し、一方、反対方向に伝播する信号は、第２の可飽和吸収体６０を通過する。
【００７２】
このように、この光再生装置は完全な光装置、したがって受動装置である。この光装置は、信号の位相変調により符号化された情報を含む光信号を再生可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施形態における再生装置のブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における再生装置のブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態における再生装置のブロック図である。
【図４】図３に示す再生装置の一部の変形形態の詳細な図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  光ファイバ
１２  光信号再生装置
１４、１８、４２  光変調コンバータ
１６、４４  光振幅再生モジュール
１７、５８、６０  ノイズ抑制手段
２０、２２、２６、２８、５４  カプラ
２４、３０  遅延素子
３２  反射器モジュール
３４、３６  ミラー
４０、４８、６２、６４  光サーキュレータ
４６  振幅再生手段
５０  ２ビット時間遅延素子
【図１】
0004713142.tif 000020
【図２】
0004713142.tif 000021
【図３】
0004713142.tif 000022
【図４】
0004713142.tif 000023