(57)【要約】【課題】  高密度波長多重を行う場合でも、位相変調と波長分散補償とによって信号光パルスを圧縮することにより、受信感度を改善する。【解決手段】  光ファイバ伝送路９を伝搬してきた光信号Ｐ１は、光位相変調器１１で周波数チャープを付加され、更に波長分散モジュール１２において所定の波長分散を付加されることによってパルス圧縮を受ける。この光信号Ｐ３を光電変換器１５によって電気信号に変換したあと、クロック・データ再生回路１６を介してデータＤとクロックＣとを再生する。このとき、再生したクロックＣの一部を光位相変調器１１における位相変調信号Ｍとして、位相シフタ１７及び増幅器１８を介して光位相変調器１１にフィードバックすることにより、信号光Ｐ１と同期した周波数チャープを付加する。【選択図】  図１
2005039493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ伝送路を伝搬してきた光信号に位相変調信号に応じた周波数チャープを付加する位相変調手段と、
この位相変調手段で周波数チャープが付加された光信号に波長分散を付加することにより当該光信号をパルス圧縮する分散付加手段と、
この分散付加手段でパルス圧縮された光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、
を備えた光受信装置。
【請求項２】
前記位相変調手段は、前記光信号のビットスロットの前半で位相が遅れ後半で位相が進むように当該光信号に周波数チャープを付加する、
請求項１記載の光受信装置。
【請求項３】
前記光位相変調器に入力される光信号を直線偏波状態にする偏波制御装置を更に備えた、
請求項１又は２記載の光受信装置。
【請求項４】
前記光電変換手段は、前記電気信号に含まれるクロック信号を前記位相変調信号として前記位相変調手段へ出力する、
請求項１乃至３のいずれかに記載の光受信装置。
【請求項５】
前記光電変換手段は、前記クロック信号の位相を調整する位相シフタ及び前記クロック信号の振幅を調整する増幅器を有する、
請求項４記載の光受信装置。
【請求項６】
前記光電変換手段は、前記分散付加手段でパルス圧縮された光信号を電気信号に変換する光電変換器を有する、
請求項１乃至５のいずれかに記載の光受信装置。
【請求項７】
前記光電変換手段は、前記光電変換器に代えて１ビット遅延マッハツェンダ干渉計及びバランス型光受信器を有する、
請求項６記載の光受信装置。
【請求項８】
前記分散付加手段と前記光電変換手段との間に、
前記分散付加手段でパルス圧縮された光信号を増幅する光増幅器と、この光増幅器で増幅された光信号から雑音を除去して前記光電変換手段へ出力するフィルタとを備えた、
請求項１乃至７のいずれかに記載の光受信装置。
【請求項９】
異なる波長の複数の光信号を多重化する送信側と、多重化された光信号を各波長ごとに分離する受信側とが、光ファイバ伝送路を介して接続され、
前記受信側には、前記各波長ごとに分離された光信号に基づきそれぞれの電気信号を得る複数の請求項１乃至８のいずれかに記載の光受信装置が設けられた、
光伝送システム。
【請求項１０】
送信側と受信側とが光ファイバ伝送路を介して接続され、
前記送信側には、異なる波長の光を出力する複数の光源と、これらの光源から出力された光をそれぞれデータ変調して光信号として出力する複数のデータ変調装置と、これらのデータ変調装置から出力された波長の異なる複数の光信号を多重化して前記光ファイバ伝送路へ出力する波長多重装置とが設けられ、
前記受信側には、前記光ファイバ伝送路を伝搬してきた多重化された光信号をそれぞれの波長ごとに分離する波長分離装置と、この波長分離装置で分離された各光信号に基づきそれぞれの電気信号を得る複数の請求項１乃至８のいずれかに記載の光受信装置とが設けられた、
光伝送システム。
【請求項１１】
前記光信号はＮＲＺ符号からなる、
請求項９又は１０記載の光伝送システム。
【請求項１２】
光ファイバ伝送路を伝搬してきた光信号に位相変調信号に応じた周波数チャープを付加し、
この周波数チャープが付加された光信号に波長分散を付加することにより当該光信号をパルス圧縮し、
このパルス圧縮された光信号を電気信号に変換する、
光受信方法。
【請求項１３】
前記光信号のビットスロットの前半で位相が遅れ後半で位相が進むように当該光信号に周波数チャープを付加する、
請求項１２記載の光受信方法。
【請求項１４】
前記電気信号に含まれるクロック信号を前記位相変調信号として用いる、
請求項１２又は１３記載の光受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重（wavelength division multiplexing）通信での受信感度の向上に好適な光受信装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
光パルスを時間軸上で圧縮する方法の一つとして、光パルスに位相変調をかけてチャーピング（線形なスペクトル広がり）を与えた後に、周波数に応じて伝搬時間の異なる分散回路を通して圧縮するチャーピング圧縮法が知られている。光パルスを圧縮すると、信号のデューティー比が小さくなることによりピークパワーが高くなるので、ＮＲＺ（non return to zero）信号よりもＲＺ（return to zero）信号の方が受信感度が良いことからもわかるように、受信感度が改善される。そのため、送信側では、位相変調と波長分散とを組み合わせて信号光パルスを圧縮し、これにより受信感度を改善している。
【０００３】
例えば、非特許文献１には、波長多重通信において光送信器で位相変調を行うことによって、光ファイバ伝送特性が改善されることが示されている。位相変調を送信側に用いる方式は、信号光が光ファイバ中を伝送する際に生じる光ファイバの非線形性及び波長分散に基づく伝送特性劣化を抑えるのに効果的であるため、長距離光伝送システムにおいて広く用いられている。また、非特許文献２では、位相変調が伝送路の波長分散を補償する効果について報告されている。
【０００４】
【非特許文献１】ELECTRONICS LETTERS Vol.32 No.1 pp.52-54(1995)
【非特許文献２】JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY Vol.12, No.10, OCTOBER 1994
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来技術は、次のような問題があった。
【０００６】
それは、送信器側で位相変調を用いる方式は、波長多重の高密度化に適さないという点である。その理由は、位相変調を行うと、信号光の持つ周波数帯域が広がるため、高密度波長多重を行う場合に隣接チャネルと光周波数成分が重なり、その結果クロストークによる受信感度の劣化が顕著に現れてしまうからである。このため、例えば１０Ｇｂ／ｓ信号を２５ＧＨｚ間隔で波長多重するような伝送方式では、送信側で位相変調を適用することは非常に困難である。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、高密度波長多重を行う場合でも位相変調と波長分散補償とによって信号光パルスを圧縮することにより受信感度を改善することが可能な光受信装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光受信装置は、光ファイバ伝送路を伝搬してきた光信号に位相変調信号に応じた周波数チャープを付加する位相変調手段と、位相変調手段で周波数チャープが付加された光信号に波長分散を付加することにより当該光信号をパルス圧縮する分散付加手段と、分散付加手段でパルス圧縮された光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、を備えたものである。
【０００９】
光ファイバ伝送路を伝搬してきた光信号は、まず位相変調手段によって位相変調信号に応じた周波数チャープが付加される。周波数チャープが付加された光信号は、分散付加手段によって波長分散が付加されることによりパルス圧縮される。パルス圧縮された光信号は、光電変換手段によって電気信号に変換される。このように、受信側で光信号をパルス圧縮した後に電気信号に変換することにより、波長多重通信でも光信号同士が重なることなく、受信感度が向上する。
【００１０】
また、位相変調手段は光信号のビットスロットの前半で位相が遅れ後半で位相が進むように光信号に周波数チャープを付加する、としてもよい。更に、光位相変調器に入力される光信号を直線偏波状態にする偏波制御装置を更に備えた、としてもよい。
【００１１】
また、光電変換手段は電気信号に含まれるクロック信号を位相変調信号として位相変調手段へ出力する、としてもよい。この場合は、電気信号に含まれるクロック信号は、位相変調信号として位相変調手段へ出力される。したがって、別にクロック信号発生回路等を設ける必要がない。このとき、光電変換手段はクロック信号の位相を調整する位相シフタ及びクロック信号の振幅を調整する増幅器を有する、としてもよい。
【００１２】
更に、光電変換手段は、分散付加手段でパルス圧縮された光信号を電気信号に変換する光電変換器を有するとしてもよいし、光電変換器に代えて１ビット遅延マッハツェンダ干渉計及びバランス型光受信器を有するとしてもよい。
【００１３】
また、分散付加手段と光電変換手段との間に、分散付加手段でパルス圧縮された光信号を増幅する光増幅器と、この光増幅器で増幅された光信号から雑音を除去して光電変換手段へ出力するフィルタとを備えた、としてもよい。
【００１４】
本発明に係る光伝送システムは、異なる波長の複数の光信号を多重化する送信側と、多重化された光信号を各波長ごとに分離する受信側とが、光ファイバ伝送路を介して接続されたものである。そして、受信側には、各波長ごとに分離された光信号に基づきそれぞれの電気信号を得る複数の本発明に係る光受信装置が設けられている。詳しく言えば、本発明に係る光伝送システムは、送信側と受信側とが光ファイバ伝送路を介して接続されたものである。そして、送信側には、異なる波長の光を出力する複数の光源と、これらの光源から出力された光をそれぞれデータ変調して光信号として出力する複数のデータ変調装置と、これらのデータ変調装置から出力された波長の異なる複数の光信号を多重化して光ファイバ伝送路へ出力する波長多重装置とが設けられている。一方、受信側には、光ファイバ伝送路を伝搬してきた多重化された光信号をそれぞれの波長ごとに分離する波長分離装置と、この波長分離装置で分離された各光信号に基づきそれぞれの電気信号を得る複数の本発明に係る光受信装置とが設けられている。このとき、光信号はＮＲＺ信号からなる、としてもよい。
【００１５】
本発明に係る光受信方法は、光ファイバ伝送路を伝搬してきた光信号に位相変調信号に応じた周波数チャープを付加し、この周波数チャープが付加された光信号に波長分散を付加することにより光信号をパルス圧縮し、このパルス圧縮された光信号を電気信号に変換する、というものである。また、光信号のビットスロットの前半で位相が遅れ後半で位相が進むように光信号に周波数チャープを付加する、としてもよい。更に、電気信号に含まれるクロック信号を位相変調信号として用いる、としてもよい。
【００１６】
換言すると、本発明に係る光受信装置及び光伝送システムは、高密度波長多重光ファイバ伝送システムにおいて、光ファイバ中を伝搬してきた光信号に位相変調と波長分散とを付加することによって光信号波形を整形し、これにより受信感度を改善するものである。すなわち、光ファイバ伝送路を伝搬してきた光信号は、光位相変調器で周波数チャープを付加され、更に波長分散モジュールにおいて所定の波長分散を付加されることによってパルス圧縮を受ける。この光信号を光電変換器によって電気信号に変換した後、クロック・データ再生回路を介してデータとクロック信号とを再生して受信する。このとき、再生したクロック信号の一部を光位相変調器における位相変調信号として、位相シフタと増幅器を介して光位相変調器へフィードバックすることで、信号光と同期した周波数チャープを付加する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る光受信装置等によれば、受信側で光信号をパルス圧縮した後に電気信号に変換することにより、波長多重通信でも光信号同士の重なりが発生することなく、受信感度を向上できる。換言すると、本発明によれば次の効果を奏する。
【００１８】
第１の効果は、高密度波長多重伝送においても、隣接チャネルとの干渉が小さいまま位相変調と波長分散との組み合わせによる波形圧縮効果が得られることである。その理由は、波長多重信号を受信側で波長分離した後に位相変調をかけるため、隣接チャネルからの影響を受けずに光波形を圧縮できるからである。
【００１９】
第２の効果は、送信側でＮＲＺ変調方式を適用し、受信側で本発明に係る光受信装置を使用することにより、ＮＲＺ変調方式が持つ分散耐力とＲＺやＣＳ−ＲＺ変調方式が持つ高い受信感度との両方を実現できることである。その理由は、ＮＲＺ変調方式を用いることにより、光ファイバ伝送路の分散の変動に対する波形歪みの影響が小さくなるとともに、本発明に係る光受信装置のＮＲＺ信号のパルス圧縮効果により、受信感度が改善するためである。
【００２０】
第３の効果は、伝送可能な距離を拡大できることである。その理由は、誤り発生率の低減により低い信号光対雑音光比でも受信可能になるためである。
【００２１】
第４の効果は、光波形整形に使用するクロック信号をクロック・データ再生回路から生成されたものを使うことにより、新たなクロック発生回路が不要になるということでである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ここで、特許請求の範囲における「位相変調手段」、「分散付与手段」及び「光電変換手段」は、それぞれ「光位相変調器」、「波長分散モジュール」並びに「光電変換器及びクロック・データ再生回路」と具体化して言い換える。
【００２３】
図１は、本発明に係る光受信装置の第一実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００２４】
光受信装置１０は、光ファイバ伝送路９を伝搬してきた光信号Ｐ１に位相変調信号Ｍに応じた周波数チャープを付加する光位相変調器１１と、光位相変調器１１で周波数チャープが付加された光信号Ｐ２に波長分散を付加することにより光信号Ｐ２をパルス圧縮する波長分散モジュール１２と、波長分散モジュール１２でパルス圧縮された光信号Ｐ５を電気信号に変換する光電変換器１５及びクロック・データ再生回路１６とを備えている。電気信号は、データＤ及びクロックＣである。
【００２５】
また、波長分散モジュール１２と光電変換器１５との間には、波長分散モジュール１２でパルス圧縮された光信号Ｐ３を増幅する光増幅器１３と、光増幅器１３で増幅された光信号Ｐ４から雑音を除去して光信号Ｐ５として光電変換器１５へ出力する帯域通過フィルタ１４とが設けられている。クロック・データ再生回路１６と光位相変調器１１との間には、クロックＣの位相を調整する位相シフタ１７と、クロックＣの振幅を調整する増幅器１８とが設けられている。更に、光位相変調器１１の前段には、光信号Ｐ１を直線偏波状態にする偏波制御装置２０が設けられている。
【００２６】
次に、光受信装置１０の動作の概要を説明する。
【００２７】
光ファイバ伝送路９を伝搬してきた光信号Ｐ０は、まず偏波制御装置２０によって直線偏波状態にされた後、光位相変調器１１によって位相変調信号Ｍに応じた周波数チャープが付加される。このとき、光位相変調器１１は、光信号Ｐ１のビットスロットの前半で位相が遅れ後半で位相が進むように、光信号Ｐ１に周波数チャープを付加する。周波数チャープが付加された光信号Ｐ２は、波長分散モジュール１２によって波長分散が付加されることによりパルス圧縮される。パルス圧縮された光信号Ｐ３は、光増幅器１３及び帯域通過フィルタ１４を経て、光電変換器１５及びクロック・データ再生回路１６によってデータＤ及びクロックＣに変換される。クロックＣは、位相シフタ１７及び増幅器１８を経て、位相変調信号Ｍとして光位相変調器１１へ出力される。このように、受信側で光信号をパルス圧縮した後に電気信号に変換することにより、波長多重通信でも光信号同士が重なることなく、受信感度が向上する。
【００２８】
次に、光受信装置１０について更に詳しく説明する。
【００２９】
光位相変調器１１は、光ファイバ伝送路９中を伝搬してきた光ディジタル信号（ＲＺ変調信号、ＮＲＺ変調信号など）に周波数チャープを付加する機能を有する。光位相変調器１１としては、例えばリチウムナイオベイト（ＬｉＮｂＯ３）などの物質からなる電気光学効果を利用したものを使用する。この光位相変調器１１に光信号Ｐ１のビットレートと等しい周波数を有する位相変調信号Ｍ（クロック印加電圧）を外部から付加することにより、各ビットスロットの光に同期して同じ周波数チャープを与える。
【００３０】
ただし、電気光学効果を持つ媒体は一般に偏波依存性が大きいため、光位相変調器１１への入力点１１ｉに偏波制御装置２０を挿入する。偏波制御装置２０は、偏波制御器２１、偏光子２２、偏波保存カップラ２３、光電力モニタ２４等からなり、偏波制御を行うことにより、光位相変調器１１の入射光を直線偏波状態にする。ここで、偏光子２２は、電界光学結晶の複屈折の主軸に合わせるように設定する。偏波制御器２１は、例えば光ファイバ伝送路９を三軸方向から押圧するアクチュエータからなり、駆動信号に応じて押圧力を調整することにより、光信号Ｐ０の偏波を制御するものである。光電力モニタ２４は、一般的な光電変換素子からなる。なお、偏波依存性が非常に小さくなるように構成された光位相変調器も開発されているため、それを光位相変調器１１として使用すれば、偏波制御装置２０は不要である。
【００３１】
光位相変調器１１の出力側には、波長分散モジュール１２が接続されている。波長分散モジュール１２は、光位相変調器１１で付加した周波数チャープを打ち消すために挿入されている。信号光Ｐ２は、波長分散モジュール１２によってパルス圧縮を受ける。波長分散モジュール２１としては、光ファイバの他、ファイバグレーティングを用いた波長分散補償モジュールなど、適当な波長分散を与えるものであれば自由に選択できる。
【００３２】
波長分散モジュール１２の出力側には、光増幅器１３及び帯域通過フィルタ１４が挿入されている。光増幅器１３は、受信光電力を調整する。帯域通過フィルタ１４は、光増幅器１３で発生した自然放出光雑音を除去する。ただし、受信するのに十分な信号光電力があれば、光増幅器１３及び帯域通過フィルタ１４は不要である。
【００３３】
光増幅器１３及び帯域通過フィルタ１４を通過した光信号は、光電変換器１５で電気信号に変換される。光電変換器１５としては、ＰＩＮ−ＰＤ（p-intrinsic-n photo diode）や、ＰＩＮ−ＰＤと増幅器とが内蔵されたモジュールなどを使用する。
【００３４】
光電変換器１５で変換された電気信号は、クロック・データ再生回路１６を介してデータＤとクロックＣとに変換される。クロック・データ再生回路１６は、例えばデータ識別回路、クロック抽出回路等からなる。再生されたクロックＣの一部は、位相シフタ１７と増幅器１８とを介して光位相変調器１１にフィードバックされる。位相シフタ１７は、所望のタイミングで光信号Ｐ１に位相変調をかけるために挿入されており、クロックＣの位相を調整する機能を有する。また、増幅器１８は、クロックＣの振幅を調整するために挿入されており、光位相変調器１１で適当なチャープ量を付加するために使用される。そのため、クロック・データ再生回路１６から適当な位相又は振幅のクロックＣが出力される場合には、位相シフタ１７又は増幅器１８は不要である。
【００３５】
図２は、図１の光受信装置を用いた光伝送システムの一実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００３６】
本実施形態の光伝送システム３０は、送信側と受信側とが光ファイバ伝送路３６を介して接続されたものである。そして、送信側には、異なる波長の光を出力する複数の光源３２と、複数の光源３２から出力された光をそれぞれデータ変調して光信号として出力する複数のデータ変調装置３３と、複数のデータ変調装置３３から出力された波長の異なる複数の光信号を多重化して光ファイバ伝送路３６へ出力する波長多重装置３５とが設けられている。一方、受信側には、光ファイバ伝送路３６を伝搬してきた多重化された光信号をそれぞれの波長ごとに分離する波長分離装置３７と、波長分離装置で分離された各光信号に基づきそれぞれの電気信号を得る複数の光受信装置１０（図１参照）とが設けられている。
【００３７】
光伝送システム３０は、波長多重伝送システムであり、波長の異なる複数の光源３２から発する光を、複数のデータ変調３３でＮＲＺ、ＲＺ又はＣＳ（carrier suppressed）−ＲＺ等の信号形式に変調する。変調した光信号に対し、光ファイバ伝送路３６の蓄積分散を補償するのに適した分散量を分散補償器３４で挿入し、波長多重装置３５にて波長多重を行う。
【００３８】
多重化された光信号は、光ファイバ伝送路３６を伝搬する。光ファイバ伝送路３６として、非零分散シフトファイバ（ＮＺＤＳＦ：non zero dispersion shifted fiber）やコア拡大ファイバを用いた伝送路、一つの中継区間内で正の分散を有する光ファイバと負の分散を有する光ファイバとを組み合わせた分散マネージド伝送路などを使用する。
【００３９】
光ファイバ伝送路３６を伝搬してきた光信号は、波長分離装置３７でチャネル毎に分割され、それぞれ光ファイバ伝送路３６の蓄積分散を補償するのに適した分散量を複数の分散補償器３８で付加された後、複数の光受信装置１０で受信される。また、波長分離装置３７には、アレイ導波路グレーティング、ファイバグレーティング又はバンドパスフィルタなどを使用する。分散補償器３４，３８については、分散補償用光ファイバの他、ファイバグレーティングを用いた分散モジュールなど、適切な分散を与えられるものであれば良い。また、分散補償器３４，３８は、必ずしもチャネル毎に挿入する必要はなく、数チャネルごと又は全チャネル一括で分散を与えても良い。
【００４０】
光伝送システム３０は、チャネル間隔が非常に狭い高密度波長多重伝送、例えばチャネル当たりのビットレートが１０Ｇｂ／ｓ、チャネル間隔が３３ＧＨｚ以下のシステムである。もちろん、本発明は、４０Ｇｂ／ｓ伝送など他のビットレートでの高密度波長多重伝送にも適用できる。
【００４１】
次に、光受信装置１０及び光伝送システム３０の動作について、図面を参照して説明する。
【００４２】
図３及び図４は、図１の光受信装置の動作を示す波形図である。以下、図１、図３及び図４に基づき説明する。
【００４３】
図３［１］は、光位相変調器１１の入力点１１ｉでの光電力を時間軸上で表した例である。このような光信号Ｐ１に対して、図３［２］に示す位相変調信号Ｍ（クロック印加電圧）を光位相変調器１１に印加することにより、周波数チャープを与える。この位相変調信号Ｍは、ビットスロット内の中心で極値を取るように、位相シフタ１７によってタイミングが調整されている。図３［２］ではビットスロット内の中心で位相変調信号Ｍの振幅が極大値を取る場合の例を示しているが、この極大値に代えて極小値を取るようにタイミングを調整しても良い。ただし、極大値及び極小値のいずれにするかは、波長分散モジュール１２で補償する波長分散の正負に依存している。
【００４４】
また、位相変調信号Ｍは、クロック・データ再生回路１６から出力されたクロックＣをフィードバックしたものである。位相変調信号Ｍの振幅は、増幅器８によって調整され、例えば０から２Ｖπ（Ｖπ：光の位相差をπにする電圧）までの適当な量に調整すればよい。このような位相変調信号Ｍの印加により、光位相変調器１１を通過した信号光Ｐ２は図３［３］，［４］及び図４［１］に示すような周波数チャープを有することになる。ただし、信号光Ｐ２の波形自体には変化がない。
【００４５】
周波数チャープを有する光信号Ｐ２は、波長分散モジュール１２によって適当な波長分散が付加されることによって、図３［５］及び図４［２］に示すように、中心付近で周波数チャープの無い圧縮された光波形の信号光Ｐ３に整形される。その結果、信号光Ｐ３は、ピークパワーが高くなるので、誤り発生率が低減する。なお、図３及び図４では信号光をＲＺ信号としているが、ＮＲＺ信号やＣＳ−ＲＺ信号などでも、同様にパルス圧縮効果が得られることにより、誤り発生率が低減する。
【００４６】
ここで、光受信装置１０の動作をまとめると、次のようになる。光ファイバ伝送路９を伝搬してきた光信号Ｐ１は、光位相変調器１１で周波数チャープを付加され、更に波長分散モジュール１２において所定の波長分散を付加されることによってパルス圧縮を受ける。この光信号Ｐ３を光電変換器１５によって電気信号に変換したあと、クロック・データ再生回路１６を介してデータＤとクロックＣとを再生する。このとき、再生したクロックＣの一部を光位相変調器１１における位相変調信号Ｍとして、位相シフタ１７及び増幅器１８を介して光位相変調器１１にフィードバックすることにより、信号光Ｐ１と同期した周波数チャープを付加する。このように、高密度波長多重を行う場合でも、位相変調と波長分散補償とによって信号光パルスを圧縮することができるので、受信感度が改善する。
【００４７】
図５は、図２の光伝送システムの動作を示す波形図である。以下、図１、図２及び図５に基づき説明する。
【００４８】
光伝送システム３０において、ビットレート１０Ｇｂ／ｓ、チャネル間隔２５ＧＨｚのような高密度波長多重伝送システムの場合、図５［１］に示すように、送信側で位相変調をかけると、隣接チャネルの信号光との干渉が大きくなるので、伝送後の誤り発生率が大幅に増加する。そこで、送信側では、位相変調を施さずに、ＮＲＺやＣＳ−ＲＺなどに代表される狭帯域の光スペクトルを有する光変調方式を用いる。
【００４９】
このような光変調を施された信号光は、光ファイバ伝送路３６、波長分離装置３７及び分散補償器３８を通過した後に光受信装置１０に入射される。分散補償器３８を通過した後の信号光は、既に隣接チャネルの光が除去された状態であるため、図５［２］に示すように光受信装置１０で位相変調されても、隣接チャネルとの干渉による劣化が非常に小さい。したがって、光受信装置１０を用いることにより、信号光波形が圧縮されるので、伝送後の誤り発生率が減少する。
【００５０】
図６は、図２の光伝送システムにおけるアイパターンを示す波形図である。以下、図１、図２及び図６に基づき説明する。
【００５１】
光伝送システム３０の効果を確認するため、光受信装置１０において、光位相変調器１１で付加する位相変調強度をＶπ（負分散で圧縮するように位相変調信号Ｍのタイミングを設定）、波長分散モジュール１２で付加する分散量を−１００ｐｓ／ｎｍとした場合について伝送シミュレーションを実施した。図６は、ＮＲＺ信号とＣＳ−ＲＺ信号とについてそれぞれ伝送シミュレーションを行った結果であり、１０Ｇｂ／ｓ、２５ＧＨｚ間隔波長多重における６０００ｋｍ伝送後のアイパターンを示している。また、送信側及び受信側の両方で位相変調無しとし他の条件を同じにしたもの（従来技術１）、及び送信側で位相変調有りかつ受信側で位相変調無しとし他の条件を同じにしたもの（従来技術２）についても、同様に伝送シミュレーションを行った。
【００５２】
図６から明らかなように、ＮＲＺ及びＣＳ−ＲＺいずれの変調方式でも、光受信装置１０を適用することにより波形圧縮効果が生じる。本発明におけるアイ開口量は、光受信装置１０を適用することにより、従来技術１に比べてＮＲＺの場合で約１．５倍、ＣＳ−ＲＺの場合で１．３倍に拡大している。そのため、本発明は受信感度改善に有効であると言える。特にＮＲＺ信号の場合には、パルス圧縮の効果によりＲＺ信号のような波形として受信することが可能になるので、受信感度が大幅に改善し、その結果誤り発生率が大きく低減する。なお、従来技術２では、高密度波長多重伝送システムの場合に送信側で位相変調をかけることにより、隣接チャネルの信号光との干渉が大きくなるので、伝送後のアイ開口量が大幅に低下している。
【００５３】
図７は、本発明に係る光受信装置の第二実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００５４】
本実施形態の光受信装置４０は、ＤＰＳＫ（differential phase shift keying：差動位相シフト変調）方式を用いた波長多重伝送システムに適用されている。本実施形態では、図１における光電変換器１５を、１ビット遅延マッハツェンダ干渉計４１及びバランス型光受信器４２に置き換えた構成となっている。光ファイバ伝送路９を伝搬してきたＤＰＳＫ−ＮＲＺ信号又はＤＰＳＫ−ＲＺ信号からなる光信号Ｐ１は、光位相変調器１１と波長分散モジュール１２とを通過することにより波形が圧縮される。この圧縮の動作原理は、図１の光受信装置１０と同じである。圧縮された信号光Ｐ３は、１ビット遅延マッハツェンダ干渉計４１により、強度変調されたデータ信号Ｑと、その逆パタンのデータ信号／Ｑとになる。これらのデータ信号Ｑ，／Ｑをバランス型光受信器４２で受信すると、波形圧縮の効果により従来のＤＰＳＫ−ＮＲＺ信号又はＤＰＳＫ−ＲＺ信号の受信特性よりも更に改善された受信特性が得られる。
【００５５】
なお、１ビット遅延マッハツェンダ干渉計４１は、例えば二本のアームの長さが１ビットに相当する時間になるように調整されたマッハツェンダ干渉計である。バランス型光受信器４２は、例えばデータ信号Ｑ，／Ｑをそれぞれ受光する二個のフォトダイオードが直列に接続され、これらの接続点が出力端子となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る光受信装置の第一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の光受信装置を用いた光伝送システムの一実施形態を示すブロック図である。
【図３】図１の光受信装置の動作を示す波形図（その１）である。
【図４】図１の光受信装置の動作を示す波形図（その２）である。
【図５】図２の光伝送システムの動作を示す波形図である。
【図６】図２の光伝送システムにおけるアイパターンを示す波形図である。
【図７】本発明に係る光受信装置の第二実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０，４０  光受信装置
１１  光位相変調器
１２  波長分散モジュール
１３  光増幅器
１４  帯域通過フィルタ
１５  光電変換器
１６  クロック・データ再生回路
１７  位相シフタ
１８  増幅器
２０  偏波制御装置
３０  光伝送システム
３２  光源
３３  データ変調装置
３４，３８  分散補償器
３５  波長多重装置
３６  光ファイバ伝送路
３７  波長分離装置
【図１】
2005039493.tif 000003
【図２】
2005039493.tif 000004
【図３】
2005039493.tif 000005
【図４】
2005039493.tif 000006
【図５】
2005039493.tif 000007
【図６】
2005039493.tif 000008
【図７】
2005039493.tif 000009