(57)【要約】  【課題】  単一のマッハツェンダー変調器を含む光送信モジュールを提供する。  【解決手段】  本発明に従った光送信モジュールは、信号を二進信号に符号化させて出力するプリコーダ２１０と、プリコーダ２１０で符号化された二進信号を増幅させる増幅器２２０ａ，２２０ｂと、増幅器２２０ａ，２２０ｂで増幅された二進信号を制限された３進信号に変換させる変換器２３０ａ，２３０ｂと、半周波数を有するサイン波を生成する周波数生成器２７０ａ，２７０ｂと、変換器２３０ａ，２３０ｂから出力される３進信号に周波数生成器２７０ａ，２７０ｂで生成されたサイン波を乗算する乗算器２４０ａ，２４０ｂと、一定した強度を有する干渉性のＣＷ光を出力するＣＷ光源２５０と、乗算器２４０ａ，２４０ｂとＣＷ光源２５０とを連結することにより、ＣＷ光を乗算器２４０ａ，２４０ｂから入力された３進信号に応じて変調させるマッハツェンダー変調器２６０と、を含む。これにより、光送信モジュールの生産コストを低減することができ、生産性及び製品の信頼性を向上させ得る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を二進信号に符号化させて出力するプリコーダと、
符号化された前記二進信号を増幅させる増幅器と、
前記増幅器で増幅された二進信号を、制限された３進信号に変換させる変換器と、
既設定された周波数を有するサイン波を生成する周波数生成器と、
前記変換器から出力される前記３進信号に前記周波数生成器で生成された前記サイン波を乗算する乗算器と、
一定した強度を有する干渉性のＣＷ光を生成する光源と、
前記ＣＷ光を、前記乗算器から入力された３進信号に応じて変調させるためのマッハツェンダー変調器と、
を含む光送信モジュール。
【請求項２】
前記周波数生成器は、半周波数のサイン波を生成することを特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項３】
前記変換器は、前記電気信号の伝送速度に１／４に該当する帯域幅を有する低帯域通過フィルターを含むこと
を特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項４】
前記マッハツェンダー変調器は、ｄｕａｌ−ａｒｍ  Ｚ−ｃｕｔ型のマッハツェンダー変調器を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項５】
前記マッハツェンダー変調器は、ｓｉｎｇｌｅ−ａｒｍ  Ｘ−ｃｕｔ型のマッハツェンダー変調器を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項６】
前記周波数生成器は、前記変換器から前記乗算器に入力される前記３進信号のクロック周波数の半周波数を有するサイン波を生成すること
を特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項７】
前記光源は、半導体レーザを含むこと
を特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項８】
前記増幅器と、前記変換器と、前記周波数生成器と、前記乗算器と、は、それぞれ複数であり、
前記プリコーダからの符号化されたそれぞれの二進信号が、各増幅器と、各変換器と、各周波数生成器と、各乗算器と、により処理されること
を特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送装置に関し、特に、高受信感度と光ファイバーの非線型性に強いゼロ復帰（return-to-zero）光伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高密度波長分割多重方式（Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下、“ＤＷＤＭ”と称する。）の光伝送システムは、一つの光ファイバー内に相異なる波長を有する多数のチャンネルから構成された光信号を伝送することにより、伝送効率を高めることができる。近年のＤＷＤＭ光伝送システムは、１００個以上のチャンネルを一つの光ファイバーを用いて伝送することができるシステムが商用化されている。さらには、一つの光ファイバーに２００個以上の４０Ｇｂｐｓチャンネルを同時に伝送して１０Ｔｂｐｓ以上の伝送速度を有するシステムに関する研究も、活発に行われている。
【０００３】
最近、そのような、ＤＷＤＭ光伝送システムでは、光変調方式としてＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ：以下、“ＲＺ”と称する。）方式が、受信感度と光ファイバーの非線型性についての特性面で、ＮＲＺ方式に比べてより優秀な性能を有することが知られている。
【０００４】
また、ＡＭＩ（Ａｌｔｅｒｎａｔｅ−Ｍａｒｋ−Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）変調方式では、光信号の強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）に情報を載せながら、“１”ビットごとに信号の位相が逆転される。
【０００５】
さらに、前述したＲＺとＡＭＩとを結合した信号処理方式であるＲＺ−ＡＭＩ方式の信号は、ＲＺと同一の強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）情報を持ちながら、ＡＭＩの位相逆転特性を含む信号となる。
【０００６】
前述したＲＺ−ＡＭＩ方式において、ＲＺ変調方式は、２０Ｇｂ／ｓ以上のデータ速度を有する光通信システムにおける光ファイバーなどの非線型性に強く、“１”ビットごとに位相が反転されるため、搬送波周波数成分が抑制され、強いブリリュアン（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ）非線型効果を有している。さらに、ＲＺ変調方式により処理された信号は、信号のスペクトラム幅が狭く、それ故に高密度波長分割多重方式（ＤＷＤＭ）の光通信システムのチャンネル数確保が容易である、等の多くの長所がある。
【０００７】
図１は、従来技術による二個のマッハツェンダー（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）変調器を含む光送信モジュールの構成を示す図である。図１に示すように、光送信モジュールは、プリコーダ（Ｐｒｅｃｏｄｅｒ）１１０と、増幅器１２０ａ，１２０ｂと、変換器１３０ａ，１３０ｂと、周波数生成器１５０ａ，１５０ｂと、第１のマッハツェンダー変調器１４０と、光源１７０と、第２のマッハツェンダー変調器１６０と、を含む。
【０００８】
プリコーダ１１０は、一般に、一ビット遅延素子とｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲ論理素子とを備えており、入力された二進信号を符号化させて出力する。増幅器１２０ａ，１２０ｂは、プリコーダ１１０で符号化された二進信号を、それぞれ増幅させて出力する。変換器１３０ａ，１３０ｂは、増幅器１２０ａ，１２０ｂで増幅された二進信号を３進信号に変換させて出力する。各変換器１３０ａ，１３０ｂは、データ伝送速度の約１／４に相当する帯域幅がある低帯域通過フィルター（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）などを含む。
【０００９】
光源１７０は、レーザ光源を含み、干渉性のＣＷ光を第１のマッハツェンダー変調器１４０に出力する。第１のマッハツェンダー変調器１４０は、変換器１３０ａ，１３０ｂから出力された３進信号に従って、光源１７０からのレーザ光を光学的に変調して出力し、出力光を第２のマッハツェンダー変調器１６０にバイアスとして供給する。この際の第１のマッハツェンダー変調器１４０のバイアスは、ｎｕｌｌ  ｐｏｉｎｔに設けられる。
【００１０】
第２のマッハツェンダー変調器１６０は、第１マッハツェンダー変調器１４０と周波数生成器１５０ａ，１５０ｂとの間に設けられる。したがって、第２のマッハツェンダー変調器１６０は、第１のマッハツェンダー変調器１４０から入力された該光変調信号に、周波数生成器１５０ａ，１５０ｂから入力された該サイン波を載せる。この方法によって、搬送波周波数成分を抑えた（Ｃａｒｒｉｅｒ−ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ）ゼロ復帰信号が生成される。
【００１１】
結果的に、第１のマッハツェンダー変調器１４０は、電気信号の３進信号を光デュオバイナリ（ｄｕｏｂｉｎａｒｙ）信号に変換させて出力し、第２マッハツェンダー変調器１６０は、該光デュオバイナリ信号にビットごとに信号の位相を反転させた光デュオバイナリ（Ｃａｒｒｉｅｒ−ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ  ＲＺ（ＤＣＳ−ＲＺ）とも呼ばれる）ＲＺ−ＡＭＩ信号を生成する。
【００１２】
しかしながら、従来の光送信モジュールは、二個のマッハツェンダー変調器を含むことから、光送信モジュールの価格を上昇させる要因として作用する問題があり、多数のＲＦドライバが追加的に必要なだけではなく、マッハツェンダー変調器相互間の時間（同期）を正確に一致させる必要がある、などの多くの問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前述した従来の問題点を解決するために案出されたものであり、その目的は、単一のマッハツェンダー変調器を含む光送信モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した目的を達成すべく、本発明の光送信モジュールは、電気信号を二進信号に符号化させて出力するプリコーダと、プリコーダで符号化された二進信号を増幅させる増幅器と、増幅器で増幅された二進信号を制限された３進信号に変換させる変換器と、半周波数を有するサイン波を生成する周波数生成器と、変換器から出力される３進信号に周波数生成器で生成されたサイン波を乗算する乗算器と、一定した強度を有する干渉性のＣＷ光を出力するＣＷ光源と、乗算器とＣＷ光とを接続することにより、ＣＷ光を乗算器から入力された３進信号に応じて変調させるマッハツェンダー変調器と、を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のＲＺ−ＡＭＩ変調方式の光送信モジュールでは、単一のマッハツェンダー変調器のみを使用することにより、光送信モジュールの生産コストを低減することができ、ＲＺ−ＡＭＩ変調方式の光送信モジュールの構成を単純化させることにより、生産性及び製品の信頼性を向上させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付した図面を参照して詳細に説明すれば、次の通りである。なお、本発明の説明にあたり、関連する公知機能或いは構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不要にぼかすと判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【００１７】
図２は、本発明の第１の実施形態による乗算器を含む光送信モジュールの構成を示し、図４乃至図６は、図２に示す光送信モジュールの動作特性を説明するためのアイダイアグラム（Ｅｙｅ−ｄｉａｇｒａｍ）である。図２及び図４乃至図６を参照すると、第１の実施形態の光送信モジュールは、電気信号を二進信号に符号化させて出力するプリコーダ２１０と、該プリコーダ２１０に接続された増幅器２２０ａ，２２０ｂと、各増幅器２２０ａ，２２０ｂの後段に接続され、二進信号を制限された（limited）３進信号に変換させる変換器２３０ａ，２３０ｂと、各変換器２３０ａ，２３０ｂの後段に接続された乗算器２４０ａ，２４０ｂと、各乗算器２４０ａ，２４０ｂに接続された周波数生成器２７０ａ，２７０ｂと、光源２５０と、この光源２５０及び各乗算器２４０ａ，２４０ｂに接続されたマッハツェンダー変調器２６０と、を含む。
【００１８】
プリコーダ２１０は、例えば、一ビット遅延素子と、排他的論理和素子（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲ論理素子）とにより実現され、入力二進信号を符号化させて出力する。プリコーダ２１０を通過した該二進信号は、各増幅器２２０ａ，２２０ｂにより増幅される。
【００１９】
各変換器２３０ａ，２３０ｂは、増幅器２２０ａ，２２０ｂで増幅された二進信号を３進信号に変換する。ここで、図４は、変換器２３０ａ，２３０ｂで変換された３進信号のアイダイアグラムを示す。変換器２３０ａ，２３０ｂとしては、低帯域通過フィルター（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）などを含むことができる。この低域通過フィルターとしては、データ伝送速度の約１／４に相当する帯域幅がある低帯域通過フィルターを使用することができる。
【００２０】
周波数生成器２７０ａ，２７０ｂは、既設定された周波数を有するサイン波を生成するものであり、本実施形態では、変換器２３０ａ，２３０ｂで生成された３進信号のクロック周波数の半周波数を有するサイン波を生成し、生成された該サイン波を、乗算器２４０ａ，２４０ｂのそれぞれに入力させる。
【００２１】
乗算器２４０ａ，２４０ｂは、変換器２３０ａ，２３０ｂから入力される３進信号に、周波数生成器２７０ａ，２７０ｂで生成された該サイン波を乗算させる。ここで、図５は、乗算器２４０ａ，２４０ｂを通過した３進信号に上記のサイン波が乗算された信号のアイダイアグラムを示す。
【００２２】
光源２５０は、一定した強度を有する干渉性のＣＷ光を生成し得る半導体レーザ或いはレーザなどを含むことができる。マッハツェンダー変調器２６０は、乗算器２４０ａ，２４０ｂと光源２５０のそれぞれに接続されることにより、光源２５０から入力された光を、乗算器２４０ａ，２４０ｂから入力された信号に従って、ＲＺ−ＡＭＩ信号へと変調させる。
【００２３】
マッハツェンダー変調器２６０は、乗算器２４０ａ，２４０ｂから入力された信号を、マッハツェンダー変調器２６０の伝達特性の最小値であるｎｕｌｌ  ｐｏｉｎｔに整列（align）させる。マッハツェンダー変調器２６０に入力される該３進信号は、周波数生成器２７０ａ，２７０ｂで生成されたサイン波によって、マッハツェンダー変調器２６０の半−波長電圧（Ｈａｌｆ−ｗａｖｅ  ｖｏｌｔａｇｅ）Ｖπと同一の大きさに印加される。
【００２４】
図６と図７は、マッハツェンダー変調器から出力されたＲＺ−ＡＭＩ信号のアイダイアグラムとスペクトラムとを示す。図６のグラフは、ＲＺ−ＡＭＩ信号がＲＺ信号と同一のパターンを有していることを示す。図７は、位相反転効果によってキャリヤ成分が抑制されることを示している。
【００２５】
図３は、本発明の第２の実施形態による乗算器を含む光送信モジュールの構成を示す。図３を参照すると、第２の実施形態の光送信モジュールは、電気信号を二進信号に符号化させて出力するプリコーダ３１０と、プリコーダ３１０で符号化された二進信号を増幅させる増幅器３２０と、増幅器３２０で増幅された二進信号を制限された（limited）３進信号に変換させる変換器３３０と、半周波数を有するサイン波を生成する周波数生成器３７０と、変換器３３０で変換された該３進信号に周波数生成器３７０で生成されたサイン波を乗算する乗算器３４０と、一定した強度を有する干渉性のＣＷ光を生成する光源３５０と、乗算器３４０と光源３５０のそれぞれと連結されることにより、該光を乗算器３４０から入力された３進信号に応じて変調させるｓｉｎｇｌｅ−ａｒｍ  ｘ−ｃｕｔ型を有するマッハツェンダー変調器３６０と、を含む。
【００２６】
本発明の実施形態に適用されたマッハツェンダー変調器は、広くＺ−ｃｕｔ又はＸ−ｃｕｔ構造を有する。前述したＺ−ｃｕｔ構造のマッハツェンダー変調器は、その両方の端子に３進信号が印加されることにより、駆動可能であり、前述したＸ−ｃｕｔ構造のマッハツェンダー変調器は、一端に印加された３進信号に基づいて駆動される。
【００２７】
すなわち、本発明の第１の実施形態による光送信モジュールは、Ｚ−ｃｕｔ構造を有するｄｕａｌ−ａｒｍ  Ｚ−ｃｕｔ型のマッハツェンダー変調器を含むことにより、相互に逆位相となる二本の３進信号に基づいて、ＲＺ−ＡＭＩ信号を生成する。これに対して、本発明の第２の実施形態による光送信モジュールは、Ｘ−ｃｕｔ構造を有するｓｉｎｇｌｅ−ａｒｍ  Ｘ−ｃｕｔ型のマッハツェンダー変調器を含むことにより、一つの端子に印加された３進信号をＲＺ−ＡＭＩ信号に変調させる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来技術による光送信モジュールの構成を示す図面である。
【図２】本発明の第１の実施形態による乗算器を含む光送信モジュールの構成を示す図面である。
【図３】本発明の第２の実施形態による乗算器を含む光送信モジュールの構成を示す図面である。
【図４】図２に示される変換器の動作特性を説明するためのアイダイアグラムである。
【図５】図２に示される乗算器の動作特性を説明するためのアイダイアグラムである。
【図６】図２に示されるマッハツェンダー変調器の動作特性を説明するためのグラフである。
【図７】図２に示されるマッハツェンダー変調器の動作特性を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
２１０  プリコーダ
２２０ａ，２２０ｂ  増幅器
２３０ａ，２３０ｂ  変換器
２４０ａ，２４０ｂ  乗算器
２５０  光源
２６０  マッハツェンダー変調器
２７０ａ，２７０ｂ  周波数生成器
【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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