(57)【要約】【課題】既存の送信器を変更することなく、送信される光信号を多値化して、ビットレートを増加する光信号変調方法および装置を提供する。【解決手段】既存送信器１０に第１光カプラ２０、変調器３０、光アイソレータ４０、第２光カプラ５０、ＰＢＳ６０、ファラデーミラー７０およびデータパターン抽出回路８０よりなる多値変調手段を付加することにより、既存の送信器１０をそのまま使用して、光信号のビットレートを増加する。【選択図】図１
2005086313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波保存光ファイバを介して送信器から送信される変調された光信号のビットレートを増加する光信号変調方法において、
既存の送信器からの２値出力信号に、該２値出力信号が「１」のときのみ変調する変調器の変調信号を合成して多値信号出力を得ることを特徴とする光信号変調方法。
【請求項２】
前記変調器からの信号の減衰度を制御して、前記信号出力を多値又は２値に選択的に切替可能にすることを特徴とする請求項1に記載の光信号変調方法。
【請求項３】
送信器から送信される変調された光信号のビットレートを増加して光ファイバから出力する光信号変調装置において、
既存の送信器からの出力を分岐する第1光カプラと、該第1光カプラの一方の出力信号が入力される第２光カプラと、該第２光カプラに接続され偏光角度を回転して前記第２光カプラに反射するファラデーミラーと、前記送信器の出力信号が「１」のときのみ変調する変調器と、前記第１光カプラの他方の出力信号および前記ファラデーミラーにより反射された信号を合成して出力する合成手段とを備え、該合成手段から多値変調された光信号を出力することを特徴とする光信号変調装置。
【請求項４】
前記変調器は、前記第１光カプラおよび第２光カプラ間に配置され、前記変調器の後段に光アイソレータが設けられることを特徴とする請求項３に記載の光信号変調装置。
【請求項５】
前記変調器は、前記第２光カプラおよび前記合成手段間に配置され、前記変調器の後段に光アイソレータが設けられることを特徴とする請求項３に記載の光信号変調装置。
【請求項６】
前記第２光カプラから前記合成手段へ入力される信号の減衰度を切り替える光アッテネータを備え、前記合成手段からの出力信号を多値又は２値に切替選択することを特徴とする請求項３、４又は５に記載の光信号変調装置。
【請求項７】
前記送信器の偏波をコントロールする偏波コントローラを前記第１光カプラの前段に設けることを特徴とする請求項３乃至６の何れかに記載の光信号変調装置。
【請求項８】
前記変調器は、前記送信器の出力データパターンから「１」を抽出するデータパターン抽出回路により制御されることを特徴とする請求項３乃至７の何れかに記載の光信号変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光信号変調方法および装置に関し、特に既存の送信器を使用して送信される光信号のビットレートの増加を可能にする光信号変調方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝送容量が大きいおよび外部電磁干渉を受け難い等、優れた特徴により、従来の銅線による電気信号の送受信に代り、光ファイバを使用する光伝送システムが急速に普及している。光伝送システムの需要の増加に伴い、光ファイバの伝送容量を増加する必要性が生じている。
【０００３】
光ファイバの伝送容量を増加するための一般的な従来技法は、多値変調方式を採用することである。即ち、伝送される信号を、一般的な０および１の２値変調方式に比して、３値以上の値を使用することにより、単位時間に伝送される信号を増加させるものである。多値変調光信号のレベル間隔を所定値に安定的に制御でき、振幅が変化するタイミングが異なる場合に、それらの位相を揃えることを可能にする多値変調装置が開示されている（例えば、特許文献1参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３３３６０３号公報（第５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の如き従来の多値変調方式を使用すると、既存の端局装置が使用できず、多値変調方式に対応して端局装置を変更する必要があるので、莫大の費用がかかる。また、ビットレートの上昇に伴う伝送ペナルティが発生する等の課題を有する。
【０００５】
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、既存の端局装置を使用可能にして、コスト上昇を押さえると共に、ビットレートの上昇の割合を、従来方式よりも小さくすることが可能な光信号変調方法および装置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】
【０００６】
前述の課題を解決するため本発明による光信号変調方法および装置は次のような特徴的な構成を採用している。
【０００７】
（１）偏波保存光ファイバを介して送信器から送信される変調された光信号のビットレートを増加する光信号変調方法において、
既存の送信器からの２値出力信号に、該２値出力信号が「１」のときのみ変調する変調器の変調信号を合成して多値信号出力を得る光信号変調方法。
【０００８】
（２）前記変調器からの信号の減衰度を制御して、前記信号出力を多値又は２値に選択的に切替可能にする上記（１）の光信号変調方法。
【０００９】
（３）送信器から送信される変調された光信号のビットレートを増加して光ファイバから出力する光信号変調装置において、
既存の送信器からの出力を分岐する第1光カプラと、該第1光カプラの一方の出力信号が入力される第２光カプラと、該第２光カプラに接続され偏光角度を回転して前記第２光カプラに反射するファラデーミラーと、前記送信器の出力信号が「１」のときのみ変調する変調器と、前記第１光カプラの他方の出力信号および前記ファラデーミラーにより反射された信号を合成して出力する合成手段とを備え、該合成手段から多値変調された光信号を出力する光信号変調装置。
【００１０】
（４）前記変調器は、前記第１光カプラおよび第２光カプラ間に配置され、前記変調器の後段に光アイソレータが設けられる上記（３）の光信号変調装置。
【００１１】
（５）前記変調器は、前記第２光カプラおよび前記合成手段間に配置され、前記変調器の後段に光アイソレータが設けられる上記（３）の光信号変調装置。
【００１２】
（６）前記第２光カプラから前記合成手段へ入力される信号の減衰度を切り替える光アッテネータを備え、前記合成手段からの出力信号を多値又は２値に切替選択する上記  （３）、（４）又は（５）の光信号変調装置。
【００１３】
（７）前記送信器の偏波をコントロールする偏波コントローラを前記第１光カプラの前段に設ける上記（３）乃至（６）の光信号変調装置。
【００１４】
（８）前記変調器は、前記送信器の出力データパターンから「１」を抽出するデータパターン抽出回路により制御される上記（３）乃至（７）の何れかの光信号変調装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、既存の送信器をそのまま使用して、容易に多値変調によりビットレートを増加した送信器が実現可能である。また、既存の送信機がＮＲＺ型又はＲＺ型の何れでも実現可能である。更に、多値又は２値の何れにも簡単に切替可能である。ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)システムにも適用可能である。また、既存の送信器の出力ファイバが偏波保存でなくとも多値変調が実現可能である。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明による光信号変調方法および装置の好適実施例の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
先ず、図1は、本発明による光信号変調装置の第1実施例の構成を示すブロック図である。図1の光変調装置１Ａは、既存の送信器１０、第１光カプラ２０、変調器３０、光アイソレータ４０、第２カプラ５０、ＰＢＳ（（偏光ビームスプリッタ））６０、ファラデーミラー７０、ＣＤＲ（Clock  Data  Recovery）８０、アップグレード用データメモリ制御回路９０、アップグレード用データ１００及び制御回路１１０により構成される。図１中、実線は構成要素間の光接続（即ち、光ファイバによる接続）を示し、点線は電気接続を示す。
【００１８】
既存送信器１０の出力である信号入力は、第１光カプラ２０およびＣＤＲ８０に、それぞれ電気および光接続される。第１光カプラ２０の出力は、変調器３０に接続されると共に、偏波保存光ファイバを介してＰＢＳ６０に接続される。ＣＤＲ８０の出力は、アップグレード用データメモリ制御回路９０更にそれに接続されているアップグレード用データに接続される。９０の出力は、制御回路１１０に接続され、制御回路１１０は変調器３０に接続されている。変調器３０の出力は、光アイソレータ４０を介して、第２光カプラ５０およびＰＢＳ６０に接続される。第２光カプラ５０の出力は、ファラデーミラー７０に接続される。ＰＢＳ６０から信号出力が得られる。
【００１９】
ＣＤＲ８０は、既存送信器１０からのクロックとデータを抽出し、抽出したクロックを制御回路１１０に、抽出したデータを９０に送出する。９０では、既存送信器１０からのデータが“１”のときに１００のデータを制御回路１１０に送出する。制御回路１１０は、既存送信器１０からのクロックに合わせたアップグレード用のデータを生成し、変調器３０に送出する。
【００２０】
この動作を図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明すると、既存送信器１０のデータが“１”のときのみアップグレード用データメモリ９０においてアップグレード用データを付加する。
【００２１】
次に、図１に示す光信号変調装置１Ａの動作を、図３の動作波形図を参照して説明する。図３において、（ａ）は既存送信器１０の送信出力波形、（ｂ）は変調器３０の出力波形および（ｃ）はＰＢＳ６０により合成された出力波形の１例を示す。図３は、既存送信器１０がＮＲＺ(Non Return to Zero)および変調器３０の変調方式がＲＺ(Return to Zero)の場合である。この特定例では、上側に示す如く「００１０１１０１１１１０１０００」の信号であって、下側に示す如く「０」および「１」の２値の出力波形となる。
【００２２】
変調器３０は、既存送信器１０からの出力信号を更に変調する。この変調器３０は、既存送信器１０の出力のうち「１」のデータを抽出するＣＤＲ８０およびアップグレード用データメモリ制御回路９０により処理され、既存送信器１０の出力が「１」のときのみしか変調できないので、変調周波数は、図３（ｂ）に例示する如く、既存送信器１０の変調周波数の半分以下に制限される。即ち、「００００１０００１１００１０００」となり、図３（a）の送信器１０の送信信号には「１」が８個に対して、変調器３０の変調後の信号の「１」の数は４個であり、丁度半分になる。変調器３０で変調された光は、光アイソレータ４０および第２光カプラ５０を通り、ファラデーミラー７０に入射される。このファラデーミラー７０で偏光が９０度回転して反射された後、ＰＢＳ６０で既存送信器１０の出力と合成され、図３（ｃ）に示す如き多値変調波形となる。
【００２３】
次に、図４は、既存送信器１０および変調器３０が共にＮＲＺ変調方式の場合の波形例である。図５は、既存送信器１０および変調器３０が共にＲＺ変調方式の場合の波形例である。これら図４および図５において、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図２の場合と同様に、それぞれ既存送信器１０、変調器３０およびＰＢＳ６０の出力波形である。図３（ｃ）および図４（ｃ）から明らかな如く、ＰＢＳ６０により合成される出力波形は、「００１０２１０１２２１０２０００」となる。
【００２４】
図１乃至図５を参照する上述の説明から理解される如く、本発明による光信号変調方式によると、容易に多値変調の送信器が実現可能である。また、既存送信器１０に付加するのみで、ビットレート（単位時間に伝送されるビット数）を増加する（最大１．５倍にする）ことが可能である。また、本発明は、変調器３０がＮＲＺ又はＲＺの何れであってもよい。
【実施例２】
【００２５】
次に、図６を参照して、本発明による光信号変調装置の第２実施例について説明する。尚、説明の便宜上、図1の第1実施例に対応する構成要素には同様の参照符号を使用する。そして、以下の説明は、第1実施例との相違点を中心に説明する。
【００２６】
図６に示す光信号変調装置１Ｂは、既存送信器１０、第１光カプラ２０、変調器３０、光アイソレータ４０、第２光カプラ５０、光アッテネータ（減衰器）５５、ＰＢＳ６０、ファラデーミラー７０、ＣＤＲ（Clock  Data  Recovery）８０、アップグレード用データメモリ制御回路９０、アップグレード用データ１００及び制御回路１１０により構成される。即ち、第２光カプラ５０およびＰＢＳ６０間に光アッテネータ５５を挿入して、第２光カプラ５０からＰＢＳ６０へ入力される信号の減衰量を実質的に無限大として、ＰＢＳ６０の出力信号を既存変調器１０の出力周波数と同じ周波数に切替可能にする。即ち、ＰＢＳ６０の出力信号を、２値（即ち、既存送信器１０の出力そのまま）又は多値（即ち、既存送信器１０および第２光カプラ５０の合成信号出力）に選択的に切替可能にする。
【実施例３】
【００２７】
次に、図７は、本発明による光信号変調装置の第３実施例の構成を示すブロック図である。この光信号変調装置１Ｃは、既存送信器１０、偏波コントローラ１５、第１光カプラ２０、変調器３０、光アイソレータ４０、第２光カプラ５０、光アッテネータ５５、ＰＢＳ６０、ファラデーミラー７０、ＣＤＲ（Clock Data Recovery）８０、アップグレード用データメモリ制御回路９０、アップグレード用データ１００及び制御回路１１０により構成される。即ち、図６に示す本発明の第２実施例１１０に対比して、既存送信器１０および第１光カプラ２０間に偏波コントローラ１５が挿入され、既存送信器１０の出力ファイバ偏波保存でなくとも多値変調を可能にする。
【実施例４】
【００２８】
次に、図８は、本発明による光変調装置の第４実施例の構成を示すブロック図である。この光信号変調装置１Ｄは、既存送信器１０、第１光カプラ２０、変調器３０、光アイソレータ４０、第２光カプラ５０、ＰＢＳ６０、ファラデーミラー７０、ＣＤＲ（Clock  Data  Recovery）８０、アップグレード用データメモリ制御回路９０、アップグレード用データ１００及び制御回路１１０により構成される。この光信号変調装置１Ｄは、図１に示す第１実施例の光信号変調装置１Ａに対比して、変調器３０および光アイソレータ４０を、第１光カプラ２０および第２光カプラ５０間ではなく、第２光カプラ５０およびＰＢＳ６０間に配置している点で相違する。
【００２９】
この光信号変調装置１Ｄでは、既存送信器１０の出力を、第１光カプラ２０を介して第２光カプラ５０およびＰＢＳ６０の両方に入力する。第２光カプラ５０の出力は、ファラデーミラー７０に入射され、偏光が９０度回転して反射されて変調器３０に入射される。この変調器３０は、図３（ｂ）に示す如き変調信号を出力し、光アイソレータ４０を介してＰＢＳ６０に入力され、既存送信器１０の出力と合成され、図３（ｃ）に示す如き合成波形が信号出力として出力される。
【００３０】
以上、本発明による光信号変調方法および装置の種々の実施例の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による光信号変調装置の第１実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光信号変調装置の動作を説明するためのタイミング図である。
【図３】本発明による光信号変調装置の動作を説明する動作波形の１例であり、送信器がＮＲＺ、変調器の変調方式がＲＺの場合である。
【図４】本発明による光信号変調装置の動作を説明する動作波形の１例であり、送信器および変調器が共にＮＲＺの場合である。
【図５】本発明による光信号変調装置の動作を説明する動作波形の１例であり、送信器および変調器共にＲＺの場合である。
【図６】本発明による光信号変調装置の第２実施例の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明による光信号変調装置の第３実施例の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明による光信号変調装置の第４実施例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１Ａ〜１Ｄ  光信号変調装置
１０    既存送信器
１５    偏波コントローラ
２０    第１光カプラ
３０    変調器
４０    光アイソレータ
５０    第２光カプラ
５５    光アッテネータ
６０    ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）
７０    ファラデーミラー
８０    ＣＤＲ
９０    アップグレード用データメモリ制御回路
１００  アップグレード用データ
１１０  制御回路
【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】
2005086313.tif 000009
【図８】
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