(57)【要約】      （修正有）【課題】コスト効率の良いＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の生成方法および装置を提供すること。【解決手段】データ信号及び反転データ信号をそれぞれクロック信号と差動増幅したものを合成し、３レベルゼロ復帰方式信号を生成する。該信号により光変調器を駆動することによって、チャープフリーのゼロ復帰方式差分位相偏移変調の光信号を生成する。この方式によれば、従来２つ必要であった光変調器は１つでよくコスト効率の良いＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の生成が可能となる。【選択図】図１ａ
2005341590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３レベルＲＺ駆動信号を生成する工程と、
前記ＲＺ駆動信号によって変調器を駆動してＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を生成する工程とを含む、ゼロ復帰方式（ＲＺ）差分位相偏移変調（ＤＰＳＫ）光信号を生成する方法。
【請求項２】
前記変調器が、単一のマッハ・ツェンダ変調器である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＲＺ駆動信号による前記変調器の駆動が、同時のＲＺパルス・フォーマッティングおよびＤＰＳＫ変調をもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
生成された前記ＲＺ−ＤＰＳＫ信号がチャープフリーである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記３レベルＲＺ駆動信号を生成する前記工程が、
差分符号化されたデータ信号およびクロック信号に論理ＡＮＤ演算を実施して第１の２レベル駆動信号を生成する工程と、
前記差分符号化されたデータ信号の反転信号および前記クロック信号に論理ＡＮＤ演算を実施して第２の２レベル駆動信号を生成する工程と、
前記第１の２レベル駆動信号を前記第２の２レベル駆動信号の反転信号と電力合成して前記３レベルＲＺ駆動信号を生成する工程とをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記３レベルＲＺ駆動信号を生成する前記工程が、
差分符号化されたデータ信号およびクロック信号に論理ＡＮＤ演算を実施して第１の２レベル駆動信号を生成する工程と、
前記差分符号化されたデータ信号の反転信号および前記クロック信号に論理ＡＮＤ演算を実施して第２の２レベル駆動信号を生成する工程と、
前記第１および第２の２レベル駆動信号を差分増幅して前記３レベルＲＺ駆動信号を生成する工程とをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
差分符号化されたデータ信号およびクロック信号に論理ＡＮＤ演算を実施して第１の２レベル駆動信号を生成する工程と、
前記差分符号化されたデータ信号の反転信号および前記クロック信号に論理ＡＮＤ演算を実施して第２の２レベル駆動信号を生成する工程と、
前記第１の２レベル駆動信号を前記第２の２レベル駆動信号の反転信号と電力合成して第１の３レベルＲＺ駆動信号を生成する工程と、
前記第２の２レベル駆動信号を前記第１の２レベル駆動信号の反転信号と電力合成して第２の３レベルＲＺ駆動信号を生成する工程と、
前記第１および第２の３レベルＲＺ駆動信号によって単一の変調器を駆動して前記ＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を生成する工程とを含む、ゼロ復帰方式（ＲＺ）差分位相偏移変調（ＤＰＳＫ）光信号を生成する方法。
【請求項８】
少なくとも１つの３レベルＲＺ駆動信号を生成するように適合された駆動回路と、
前記駆動回路に結合された変調器とを備え、少なくとも１つの前記３レベルＲＺ駆動信号が前記変調器を駆動してＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を生成するようになっている、ＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を生成する装置。
【請求項９】
前記駆動回路が、１つまたは複数の差動増幅器と、データ信号、クロック信号、および前記データ信号の反転信号から前記３レベルＲＺ駆動信号を生成するように動作可能に結合された１つまたは複数のパワー・コンバイナとを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
３レベルＲＺ駆動信号を生成する手段と、前記ＲＺ駆動信号によって変調器を駆動してＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を生成する手段とを備える、ゼロ復帰方式（ＲＺ）差分位相偏移変調（ＤＰＳＫ）光信号を生成する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には光通信に関する。より詳細には、本発明は、光通信システムの送信用のチャープフリー（ｃｈｉｒｐ−ｆｒｅｅ）ゼロ復帰方式（ＲＺ）差分位相偏移変調（ＤＰＳＫ）光信号を生成する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００４年６月３０日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  ＣＲＺ−ＤＰＳＫ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ」という名称の同時係属出願に関連するものである。
【０００３】
ＤＰＳＫ光送信は、平衡検波を用いたＤＰＳＫ変調によって得られる、優れた受信感度、高速送信時のいくつかの主要な非線形効果に対する高い許容性、および干渉性漏話に対する高い許容性などの独自の利点により、近年多くの注目を集めている。
【０００４】
高い受信感度および符号間干渉に対する高い耐性（ｉｍｍｕｎｉｔｙ）を提供するゼロ復帰方式（ＲＺ）のパルス・フォーマットが、ほとんどの用途の非ゼロ復帰方式（ＮＲＺ）のフォーマットに勝る追加の利点を提供することは周知である。したがって、ＲＺ−ＤＰＳＫは、大容量の長距離送信用に選択される変調フォーマットとなってきた。
【０００５】
チャープフリーのＲＺ−ＤＰＳＫ信号を生成するための既存の方式は、通常、パルス・カービング（ｐｕｌｓｅ  ｃａｒｖｉｎｇ）のためのマッハ・ツェンダ変調器（ＭＺＭ）と、正確な位相変調のための別のＭＺＭとを必要とする。そのようなフォーマットは、参照により本明細書に組み込まれる、Ａ．Ｈ．Ｇｎａｕｃｋ、「４０−Ｇｂ／ｓ  ＲＺ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｅｄ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ２００３  （ＯＦＣ’０３）、Ｐａｐｅｒ  ＴｈＥ１に記載されている。ＲＺ送信機の複雑さとコストを減らすために、単一のＭＺＭと差動増幅器を使用して、ＲＺオンオフ変調（ＲＺ−ＯＯＫ）信号が生成されてきた。そのような実施形態は、参照により本明細書に組み込まれる、Ｙ．Ｈ．Ｋａｏ  ｅｔ  ａｌ、「１０  Ｇｂ／ｓ  ｓｏｌｉｔｏｎ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ＵＬＨ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｗｉｄｅｂａｎｄ  ＧａＡｓ  ｐＨｅｍｔ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ」、ＯＦＣ’０３、Ｐａｐｅｒ  ＦＦ６に記載されている。しかし、そのような実施形態は、ＲＺ−ＤＰＳＫ信号の生成に使用できない。というのは、光電場領域（ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｅｌｄ  ｄｏｍａｉｎ）内で２種類の状態「０」と「１」を有するＲＺ−ＯＯＫ信号と異なり、ＲＺ−ＤＰＳＫ信号は３種類の状態「１」、「０」、および「−１」を有するからである。さらに、「１」と「−１」の状態はどちらも、同じデューティー・サイクルを有するＲＺフォーマットであることが必要である。
【特許文献１】「Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  ＣＲＺ−ＤＰＳＫ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ」ｆｉｌｅｄ  Ｊｕｎｅ  ３０、２００４
【非特許文献１】Ａ．Ｈ．Ｇｎａｕｃｋ、「４０−Ｇｂ／ｓ  ＲＺ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｅｄ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ２００３（ＯＦＣ’０３）、Ｐａｐｅｒ  ＴｈＥ１
【非特許文献２】Ｙ．Ｈ．Ｋａｏ  ｅｔ  ａｌ、「１０  Ｇｂ／ｓ  ｓｏｌｉｔｏｎ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ＵＬＨ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｗｉｄｅｂａｎｄ  ＧａＡｓ  ｐＨｅｍｔ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ」、ＯＦＣ’０３、Ｐａｐｅｒ  ＦＦ６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、コスト効率の良い、ＲＺ−ＤＰＳＫ光信号の生成方法および装置が依然として必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、同時のＲＺパルス・フォーマッティングおよびＤＰＳＫデータ変調を実現するように駆動される１台のＭＺＭを使用して、チャープフリーの光ＲＺ−ＤＰＳＫ信号を生成する装置および方法を提供する。
【０００８】
一実施形態では、３レベルＲＺ駆動信号を生成すること、およびＲＺ駆動信号によって変調器を駆動してＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を生成することを含むＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を生成する方法を提供する。
【０００９】
別の実施形態では、少なくとも１つの３レベルＲＺ駆動信号を生成するように適合された駆動回路と、駆動回路に結合された変調器とを備え、少なくとも１つの３レベルＲＺ駆動信号が変調器を駆動してＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を生成するようになっている、ＲＺ−ＤＰＳＫ光信号を生成する装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好ましい実施形態では、同時のＲＺパルス・フォーマッティングおよびＤＰＳＫ変調用の変調器を使用して、光送信システムにおける送信用のチャープフリー光ＲＺ−ＤＰＳＫ信号を生成する方法および装置を提供する。
【００１１】
図１ａに、本発明の一実施形態のチャープフリーＲＺ−ＤＰＳＫ送信装置１００を示す。図１ａからわかるように、データ１１０および正弦波クロック信号１２０を差動増幅器１３０（ＤＡ＃１）に入力する。データ１１０は、差分符号化（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ  ｅｎｃｏｄｅｄ）され、データ転送速度がクロック信号１２０と同じになる。ＤＡ＃１（１３０）は、コンパレータとして動作し、「２レベル」の電子ＲＺフォーマット済みデータ信号を生成する。データ信号およびクロック信号が論理的に合成（ｃｏｍｂｉｎｅ）（例えば論理ＡＮＤ演算によって）され、各「１」を正の１電子ＲＺパルスとし、各「０」をゼロとして（またはその逆で）オリジナル・データを表す信号が生成されることが当業者には理解されよう。本明細書では、ＲＺとは、隣接するビット間でゼロ強度またはゼロ電力を有していることを意味する。
【００１２】
本明細書で使用する「２レベル」信号という言葉は、２つの時間的場所（ｔｅｍｐｏｒａｌ  ｌｏｃａｔｉｏｎ）（１つは各情報ビットの中央、もう１つは隣接するビット同士の間）で２種類の異なる状態（または電圧）を有する信号を意味する。
【００１３】
データ信号１１０の反転信号（反転データ信号１４０）および別のクロック信号（またはクロック信号１２０のコピー）を、第２の差動増幅器１６０（ＤＡ＃２）に入力して、ＤＡ＃１に関連して上で述べた方法と同様の方法で第２の２レベル信号を生成する。
【００１４】
あるいは、例えば高速論理ＡＮＤゲート（図示せず）を、図１ａに示すＤＡ１３０、１６０の代わりに使用することができ、駆動速度を、例えば４０Ｇｂ／ｓまで高めることができる。
【００１５】
次いで、ＤＡ＃２（１６０）の出力を、インバータ１６５によって反転させ、その後パワー・コンバイナ１７０を使用してＤＡ＃１（１３０）の出力と同期的に合成して、「３レベル」駆動信号１８０を生成する。ＤＡ＃２（１６０）の反転された出力のアイ・ダイアグラムをプロット１６７に示す。ＤＡ＃２（１６０）の反転出力信号が、各「０」を負の１電子ＲＺパルスとし、各「１」をゼロとして（またはその逆で）オリジナル・データを表すことが当業者には理解されよう。さらに、本明細書で説明する信号の必要とされる同期（例えばデータ信号１１０とクロック信号１２０の間、反転データ信号１４０とクロック信号１５０の間、ＤＡ＃１の出力とＤＡ＃２の反転出力の間等の）を確保するために、リタイミング回路を使用できることが当業者には理解されよう。
【００１６】
本明細書で使用する「３レベル」という言葉は、２種類の状態＋１、−１（正規化された）が各情報ビットの中央に、また第３の状態０が隣接するビット間にくるように生成されるＲＦ駆動信号の３種類の状態（または電圧）を意味する。２種類の状態＋１、−１を使用して、ＲＺ−ＤＰＳＫ信号中のπだけ分離される２種類の光位相状態が、変調器（後述する）によって生成されることに留意されたい。０状態は、生成されるＲＺ−ＤＰＳＫ信号のＲＺパルスの整形を実現するために使用する。
【００１７】
インバータ１６５によって実施する反転を、ＤＡ＃２（１６０）によって（すなわち相補的な２種類の出力を有するＤＡによって）内部的に実施できることが当業者には理解されよう。
【００１８】
合成された３レベル駆動信号１８０は、各「１」を正の１電子ＲＺパルスとして、各「０」を負の１電子ＲＺパルスとして（またはその逆で）オリジナル・データ信号１１０を表す。図１ａのプロット１８５に、３レベル信号のアイ・ダイアグラムを示す。
【００１９】
変調器１９５を駆動する前に、駆動信号１８０を増幅器１９０によって増幅して、最大振幅（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ  ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）を約１０Ｖにすることが好ましい。図１ａに示すように、変調器１９５はマッハ・ツェンダ変調器であることが好ましい。変調器１９５は、ゼロ点でバイアスされたシングル駆動のＸカット（チャープフリー）ＬｉＮｂＯ３ＭＺＭ（Ｖπが約６Ｖ）であることがより好ましい。
レーザ光源１９７は、例えば、１５５０ｎｍで動作する波長可変ＣＷレーザを備えることができる。
【００２０】
図１ｂに示すように、インバータ１６５、パワー・コンバイナ１７０、および増幅器１９０を単一の差動増幅器１９１で効果的に置き換えられることが当業者には理解されよう。差動増幅器１９１は、ＤＡ＃１（１３０）とＤＡ＃２（１６０）からの出力間の差を増幅する。次いで、増幅された「３レベル」信号を使用して変調器１９５を駆動して、レーザ１９７から送られる光を変調する。
【００２１】
図１ｃからわかるように、図１ａのＲＺ−ＤＰＳＫ送信装置１００は、Ｍ−ａｒｙ差動位相振幅偏移変調（ＤＰ−ＡＳＫ）信号を生成するように変更することができる。図１ｃに示すように、データ信号１１０〜１１０．Ｎおよび正弦波クロック信号１２０〜１２０．Ｎは、差分増幅器１３０〜１３０．Ｎ（ＤＡ＃１〜ＤＡ＃１．Ｎ）に入力される。データ１１０〜１１０．Ｎは、差分符号化され、データ転送速度がクロック信号１２０〜１２０．Ｎと同じになる。ＤＡ＃１〜ＤＡ＃１．Ｎ（１３０〜１３０．Ｎ）は、コンパレータとして動作して、多重「２レベル」電子ＲＺフォーマット済みデータ信号を生成する。
【００２２】
上で述べた、データ信号１１０〜１１０．Ｎの反転信号（反転データ信号１４０〜１４０．Ｎ）および別のクロック信号またはクロック信号のコピー１２０〜１２０．Ｎを、第２の差動増幅器１６０〜１６０．Ｎ（ＤＡ＃２〜ＤＡ＃２．Ｎ）に入力して、ＤＡ＃１〜ＤＡ＃１．Ｎに関連して上で述べた方法と同様の方法で複数の第２の２レベル信号を生成する。
【００２３】
あるいは、例えば高速論理ＡＮＤゲート（図示せず）を、図１ｃに示すＤＡの代わりに使用することができ、駆動速度を、例えば４０Ｇｂ／ｓまで高めることができる。
【００２４】
次いで、ＤＡ＃２〜ＤＡ＃２．Ｎ（１６０〜１６０．Ｎ）の出力をインバータ１６５〜１６５．Ｎによって反転させ、その後パワー・コンバイナ１７０〜１７０．Ｎを使用してＤＡ＃１〜ＤＡ＃１．Ｎ（１３０〜１３０．Ｎ）の出力と同期的に合成して、複数の「３レベル」駆動信号１８０〜１８０．Ｎをそれぞれ生成する。
【００２５】
複数の３レベル駆動信号１８０〜１８０．Ｎを、パワー・コンバイナ１７１を使用して電力合成して、マルチレベル駆動信号１８１を生成する。合成されたマルチレベル駆動信号１８１は、オリジナル・データ信号１１０〜１１０．Ｎを、「１」または「０」を表す正または負の電子ＲＺパルスあるいはそれらの組合せとして表す。
【００２６】
変調器１９５を駆動する前に、駆動信号１８１を増幅器（図示せず）によって増幅して、最大振幅を約１０Ｖにすることができる。変調器１９５は、マッハ・ツェンダ変調器であることが好ましい。変調器１９５は、ゼロ点でバイアスされたシングル駆動のＸカット（チャープフリー）ＬｉＮｂＯ３ＭＺＭ（Ｖπが約６Ｖ）であることがより好ましい。
レーザ光源１９７は、例えば、１５５０ｎｍで動作する波長可変ＣＷレーザを備えることができる。
【００２７】
図１ｂに関連して上で述べたように、インバータ１６５〜１６５．Ｎ、パワー・コンバイナ１７０〜１７０．Ｎ、および何らかの増幅器（図示せず）を単一の差動増幅器で効果的に置き換えられることが当業者には理解されよう。
【００２８】
図２に、本発明の別の実施形態のチャープフリーＲＺ−ＤＰＳＫ送信機２００を示す。図２からわかるように、データ２０１および正弦波クロック信号２０２が差動増幅器２５０（ＤＡ＃１）に入力される。データ２０１は、差分符号化され、データ転送速度がクロック信号２０２と同じになる。上で述べた図１ａの送信機の場合と同様に、ＤＡ＃１（２５０）は、コンパレータとして動作して、電子ＲＺフォーマット済みデータ（２５１）を生成する。
【００２９】
データ信号２０１の反転信号（反転データ信号２０５）および別のクロック信号（またはクロック信号２０２のコピー）２０６を、第２の差動増幅器２６０（ＤＡ＃２）に入力する。
【００３０】
あるいは、例えば高速論理ＡＮＤゲート（図示せず）を、図２に示すＤＡ２５０、２６０の代わりに使用することができ、駆動速度を、例えば４０Ｇｂ／ｓまで高めることができる。
【００３１】
ＤＡ＃１の出力およびＤＡ＃２の反転出力（反転データ信号２６２）を、パワー・コンバイナ２７０へ入力して、第１の「３レベル」駆動信号２２０を生成する。
【００３２】
次いで、ＤＡ＃２の出力２６１を、パワー・コンバイナ２７５を使用して、ＤＡ＃１の反転出力（反転データ信号２５２）と合成して、第２の「３レベル」駆動信号２３０を生成する。
【００３３】
第１および第２の駆動信号２２０、２３０は、データの各「１」を正の１電子ＲＺパルスとし、各「０」を負の１電子ＲＺパルスとして（またはその逆で）データ信号２０１および２０５をそれぞれ表す。
【００３４】
第１および第２の３レベル駆動信号２２０、２３０を使用して、変調器２１０を駆動する。アイ・ダイアグラム２９０および２９５は、３レベル駆動信号２２０、２３０を示している。プロット２９０、２９５からわかるように、駆動信号２２０、２３０は相補的である。
【００３５】
変調器２１０は、デュアル駆動のＺカットＬｉＮｂＯ３ＭＺＭであることが好ましく、第１および第２の３レベル駆動信号２２０、２３０によって同期的に駆動される。変調器２１０は、ゼロ点でバイアスされることが好ましい。
【００３６】
レーザ光源２８０は、例えば、１５５０ｎｍで動作する波長可変ＣＷレーザを備えることができる。
【００３７】
さらに、変調器２１０を駆動する前に、ＲＦ増幅器（図示せず）を使用して３レベル駆動信号２２０、２３０を増幅することができることが当業者には理解されよう。
【００３８】
図１ｂに関連して上で述べたように、パワー・コンバイナ２７０、２７５および任意の増幅器（図示せず）の代わりに、差動増幅器を使用して第１および第２の３レベル駆動信号２２０、２３０を生成するように、送信機２００を変更することができる。そのような構成では、ＤＡ＃２の出力２６１と２６２を入れ替える必要がある。
【００３９】
図３ａ〜図３ｃは、ＭＺＭが完全に駆動されるときの、本発明による送信機の諸実施形態の動作原理を示している。サブプロット（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ電子駆動信号、ＭＺＭの応答関数、および生成された光信号を示している。ΔＶ１２は、ＭＺＭの２本のアームへの２種類の駆動信号の間の電圧差である。
【００４０】
内部がプッシュプル設計となっているシングル駆動のＸカットＭＺＭ（例えば、図１ａ〜図１ｃに関連して述べた）を有する装置の場合、ＭＺＭの２本のアームに印加される有効駆動電圧は、互いに逆の電圧となっており、電圧振幅（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｗｉｎｇ）が単一の入力駆動信号の半分の振幅となっている。ＭＺＭ（ゼロ点でバイアスされた）の電気光学伝達関数は、以下のように記述することができる。ＭＺＭの出力の合成された光電場は、次式で表すことができる。
【数１】
2005341590.tif 000003
但し、ｖ１（ｔ）およびｖ２（ｔ）は、ＭＺＭの２本のアームでの時変印加電圧（ｔｉｍｅ−ｖａｒｙｉｎｇ  ａｐｐｌｉｅｄ  ｖｏｌｔａｇｅ）、ｖπは、ＭＺＭの一方のアームを通過する光波にπの光学位相変化を（電気光学効果によって）もたらすのに必要な電圧である（通常、ｖπは周波数に依存するが、簡略化のため本明細書では定数として用いる）。ｖ２（ｔ）＝−ｖ１（ｔ）であるので、出力光電場の式は次のように簡略化できる。
【数２】
2005341590.tif 000004
但し、ΔＶ１２（ｔ）は、ＭＺＭの２本のアームの電圧差である。光強度の変換関数は、以下のようになる。
【数３】
2005341590.tif 000005
各ビット全体の光学位相は常に同一（０かπ）であるので、生成されるＲＺ−ＤＰＳＫ信号は本質的にチャープフリーである（または、各ビット周期にわたって位相のばらつきがない）。図３に示すように、差分符号化されたデータ・シーケンスは（１００１０）であり、生成された光信号は（０ππ０π）の位相パターンを有する。
【００４１】
図４は、ＭＺＭが完全には駆動されていないときの、本発明による送信機の諸実施形態の動作原理を示している。サブプロット（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、それぞれ電子駆動信号、ＭＺＭの応答関数、および生成された光信号を示している。差分符号化されたデータ・シーケンスは（１００１０）であり、生成された光信号は（０ππ０π）の位相パターンを有する。各ビット周期にわたってチャープ（または位相のばらつき）がない。
【００４２】
本発明の諸実施形態の性能を確認するために実験を実施した。本発明の一実施形態に従って生成した１０Ｇｂ／ｓのＲＺ−ＤＰＳＫ信号を、約０．６ｎｍの３ｄＢ帯域幅の光帯域通過フィルタによって濾波した。次いで、１００ｐｓの遅延線干渉計（ＤＬＩ）によってその信号を復調した。ＤＬＩの強めあうポート（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｐｏｒｔ）および弱めあうポート（ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｐｏｒｔ）からの復調信号を測定した。図５ａ〜図５ｂは、それぞれＤＬＩの強めあうポートおよび弱めあうポートにおける受信電気アイ・ダイアグラムである。図５ａ〜図５ｂで分かるように、アイ（ｅｙｅ）は、わずかなパターン依存性を有する規則的なＲＺパターンとなっている。
【００４３】
比較のために、従来のＮＲＺ−ＤＰＳＫでも実験を実施した。図６ａ〜図６ｂは、それぞれＤＬＩの強めあうポートおよび弱めあうポートにおける１０Ｇｂ／ｓのＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号の受信電気アイ・ダイアグラムである。ＮＲＺ−ＤＰＳＫのアイには顕著なパターン依存性があることが、当業者には理解されよう。
【００４４】
図７は、図１ａに関連して説明した本発明の一実施形態による装置によって生成した、１０Ｇｂ／ｓのＲＺ−ＤＰＳＫ信号の測定光学スペクトルである。この測定スペクトルは、２台のＭＺＭを使用して従来得られる測定スペクトルに類似している。
【００４５】
本発明の諸実施形態に従って生成したＲＺ−ＤＰＳＫ信号の性能をさらに評価するために、ＲＺ−ＤＰＳＫ信号およびＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号のビット誤り率（ＢＥＲ）を測定した。図８は、（光学的に予備増幅されたＤＰＳＫ受信機の前での）測定ＢＥＲの受信光パワーへの依存性を示している。図８からよくわかるように、ＮＲＺ−ＤＰＳＫと比較して、ＲＺ−ＤＰＳＫの方がＢＥＲ＝１０−９で約１．２ｄＢ良好な受信感度を示している。
【００４６】
本発明に従って生成したＲＺ−ＤＰＳＫ信号のチャープフリー性を検証するために、追加の測定を実施した。図９ａ〜図９ｂは、異なる波長分散（Ｄ＝＋４２５ｐｓ／ｎｍ及びＤ＝−３４０ｐｓ／ｎｍ）を有するＲＺ−ＤＰＳＫ送信の受信電気アイ・ダイアグラム（遅延線干渉計の強めあうポートにおいて測定した）をそれぞれ示している。図９ａ〜図９ｂからわかるように、アイの歪みは、どちらの分散（異符号となっている）でも小さく、類似していて、分散値が大きい方（Ｄ＝＋４２５  ｐｓ／ｎｍ）の歪みの方がわずかに大きくなっており、そのことから、生成されたＲＺ−ＤＰＳＫ信号のチャープフリー性が確認される。
【００４７】
本発明によるＲＺ−ＤＰＳＫ送信機の考えられる利点のいくつかには、対費用効果と、コンパクトな設計と、２台のＭＺＭを使用する従来のＲＺ−ＤＰＳＫ送信機よりも低い消費電力および低い損失とが含まれる。さらに、ＭＺＭの帯域幅が制限されているとき、特に変調器が駆動不足（ｕｎｄｅｒ−ｄｒｉｖｅｎ）のときに、本発明による送信機はより優れた性能を発揮する。
【００４８】
図１０は、１０Ｇｂ／ｓのＭＺＭの典型的な応答を示している。図１０に示すように、低周波数では応答の急速な減少（ＭＺＭ内の電極の電子損失による）があり、高周波数では応答のゆるやかな減少（電子的な駆動信号と光波の間の群速度の不一致による）がある。２台のＭＺＭを有する従来のＲＺ−ＤＰＳＫ送信機では、２台のＭＺＭのうちの１台が、ＮＲＺ−ＤＰＳＫ変調に使用される。ＮＲＺ駆動信号の周波数範囲が約０〜ＢＲ（ＢＲは信号のビット・レート）にわたっていることにより、生成される光信号は、ＭＺＭの応答の高い周波数依存性のため、（判定がなされる各ビット・スロットの中央で）振幅に大きなばらつきがある。
【００４９】
本発明の諸実施形態を使用することにより、駆動信号がＲＺフォーマットされ、それらの周波数範囲がＢＲ付近に設定される。したがって、生成される光信号は、各ビットの中央で振幅のばらつきが非常に小さくなり、その結果、ビット誤り率性能がより良好になる。さらに、本発明で使用するＭＺＭを狭帯域に設計して、駆動電圧およびコストを、特に高ビット・レート（例えば４０Ｇｂ／ｓ）において低下させることができる。
【００５０】
図１１ａ〜図１１ｂはそれぞれ、従来のＮＲＺ−ＤＰＳＫのバックツーバック送信と本発明の一実施形態によるＲＺ−ＤＰＳＫのバックツーバック送信のシミュレートした電気アイ・ダイアグラム（平衡検波後、変調器が、図１０に示すように限られた帯域幅を有し、完全に駆動される（Ｖｄ＝Ｖπ／アーム）場合の）を示している。図１１ａ〜図１１ｂで分かるように、ＮＲＺ−ＤＰＳＫのアイでの振幅の揺らぎは、ＲＺ−ＤＰＳＫのアイでの振幅の揺らぎよりもかなり大きい。従来のＲＺ−ＤＰＳＫ送信機では、第２のＭＺＭによるＲＺパルスのフォーマッティングで、ＮＲＺ−ＤＰＳＫ変調によって生じる振幅の揺らぎを低減することができない。したがって、本発明によるＲＺ−ＤＰＳＫ送信機は、従来のいかなるＲＺ−ＤＰＳＫ送信機よりも（振幅の揺らぎがより小さい点で）性能が優れている。
【００５１】
さらに、本発明による送信機は、ＭＺＭが完全には駆動されていないときにＭＺＭの帯域幅制限によって誘発される振幅の揺らぎに関して、従来の送信機よりも性能が優れている。図１２ａ〜図１２ｂはそれぞれ、従来のＮＲＺ−ＤＰＳＫのバックツーバック送信と本発明の一実施形態によるＲＺ−ＤＰＳＫのバックツーバック送信のシミュレートした電気アイ・ダイアグラム（平衡検波後、変調器が、図１０に示すように限られた帯域幅を有し、完全には駆動されていない（Ｖｄ＝０．５Ｖπ／アーム）場合の）を示している。ＮＲＺ−ＤＰＳＫのアイでの振幅の揺らぎの方が、本発明による送信機を使用して得られたＲＺ−ＤＰＳＫのアイでの揺らぎよりも大きいことが、図１２ａ〜図１２ｂからわかる。
【００５２】
例示の諸実施形態に関連して本発明を説明してきたが、この説明は限定的な意味で解釈すべきではない。本発明が関係する分野の技術者には明らかな、前述の諸実施形態のさまざまな変更形態および本発明のその他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に示す本発明の原理と範囲の中に含まれると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１ａ】本発明による光送信機の各実施形態を示す図である。
【図１ｂ】本発明による光送信機の各実施形態を示す図である。
【図１ｃ】本発明による光送信機の各実施形態を示す図である。
【図２】本発明による光送信機の別の実施形態を示す図である。
【図３】本発明による光送信機の一実施形態の動作原理を示す図である。
【図４】本発明による光送信機の別の実施形態の動作原理を示す図である。
【図５ａ】それぞれ、本発明の一実施形態によるＲＺ−ＤＰＳＫ信号のバックツーバック送信の、遅延線干渉計の強めあうポートにおける受信電気アイ・ダイアグラムと弱めあうポートにおける受信電気アイ・ダイアグラムである。
【図５ｂ】それぞれ、本発明の一実施形態によるＲＺ−ＤＰＳＫ信号のバックツーバック送信の、遅延線干渉計の強めあうポートにおける受信電気アイ・ダイアグラムと弱めあうポートにおける受信電気アイ・ダイアグラムである。
【図６ａ】それぞれ、ＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号のバックツーバック送信の、遅延線干渉計の強めあうポートにおける受信電気アイ・ダイアグラムと弱めあうポートにおける受信電気アイ・ダイアグラムである。
【図６ｂ】それぞれ、ＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号のバックツーバック送信の、遅延線干渉計の強めあうポートにおける受信電気アイ・ダイアグラムと弱めあうポートにおける受信電気アイ・ダイアグラムである。
【図７】本発明の一実施形態に従って生成されたＲＺ−ＤＰＳＫ信号の測定光学スペクトルを示す図である。
【図８】ＮＲＺ−ＤＰＳＫ送信システムと本発明の一実施形態によるＲＺ−ＤＰＳＫ送信システムの測定ＢＥＲ性能を示すプロットのグラフである。
【図９ａ】それぞれ、本発明の一実施形態による異なる波長分散を有するＲＺ−ＤＰＳＫ送信の受信電気アイ・ダイアグラムである。
【図９ｂ】それぞれ、本発明の一実施形態による異なる波長分散を有するＲＺ−ＤＰＳＫ送信の受信電気アイ・ダイアグラムである。
【図１０】約１０ＧＨｚの３ｄＢ電子帯域幅を有する１０Ｇｂ／ｓのＭＺＭの典型的な応答を示す図である。
【図１１ａ】それぞれ、平衡検波後の、従来のＮＲＺ−ＤＰＳＫバックツーバック送信のシミュレートされた電気アイ・ダイアグラムと、本発明の一実施形態によるＲＺ−ＤＰＳＫバックツーバック送信のシミュレートされた電気アイ・ダイアグラムである。
【図１１ｂ】それぞれ、平衡検波後の、従来のＮＲＺ−ＤＰＳＫバックツーバック送信のシミュレートされた電気アイ・ダイアグラムと、本発明の一実施形態によるＲＺ−ＤＰＳＫバックツーバック送信のシミュレートされた電気アイ・ダイアグラムである。
【図１２ａ】それぞれ、平衡検波後の、従来のＮＲＺ−ＤＰＳＫバックツーバック送信のシミュレートされた電気アイ・ダイアグラムと、本発明の別の実施形態によるＲＺ−ＤＰＳＫバックツーバック送信のシミュレートされた電気アイ・ダイアグラムである。
【図１２ｂ】それぞれ、平衡検波後の、従来のＮＲＺ−ＤＰＳＫバックツーバック送信のシミュレートされた電気アイ・ダイアグラムと、本発明の別の実施形態によるＲＺ−ＤＰＳＫバックツーバック送信のシミュレートされた電気アイ・ダイアグラムである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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