(57)【要約】      （修正有）【課題】光通信に於ける歪みを低減する。【解決手段】それぞれ異なる波長を有する複数の光信号を、電気的又は光学的遅延素子を用いて、同一の情報信号により、異なるＲＦ位相をもって変調することにより、多波長光通信システムに於けるＳＰＭ、ＸＰＭ及び分散により引き起こされるＣＳＯひずみを減少させる。遅延素子を用いることにより、ＲＦ周波数に比例するＲＦ位相シフトを引き起こすことができる。典型的な遅れとして、高周波帯域の波長の半分とすると良い。【選択図】    図４
2005073275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通信チャネルに於ける伝送方法であって、
第１の中心波長を有する第１の光信号を提供する過程と、
第２の中心波長を有する第２の光信号を提供する過程と、
情報信号により前記第１及び第２の光信号を変調する過程と、
前記第１及び第２の変調光信号を光通信チャネルにより伝搬する過程とを有し、
前記第１の光信号により搬送される情報信号の位相を、前記第２の光信号により搬送される情報信号の位相に対してシフトさせることを特徴とする伝送方法。
【請求項２】
前記チャネルが光ファイバからなることを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
【請求項３】
前記チャネルに接続された送信器又はリピータにて、前記位相シフトが実行されることを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
【請求項４】
前記位相シフトが、前記チャネルに於ける複合２次歪みを抑制するのに十分な所定の時間遅れからなることを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
【請求項５】
前記位相シフトが、約０．２５ｎｓから４ｎｓの範囲であることを特徴とする請求項４に記載の伝送方法。
【請求項６】
前記位相シフトが、前記光通信チャネルに於ける散乱を抑制するのに十分な所定の時間遅れからなることを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
【請求項７】
前記位相シフトが、前記チャネルに於けるＣＮＲ劣化を抑制するのに十分な所定の時間遅れからなることを特徴とする請求項６に記載の伝送方法。
【請求項８】
第３の中心波長を有する第３の光信号を提供する過程と、
前記情報信号により前記第３の光信号を変調する過程と、
前記第３の変調光信号を光通信チャネルにより伝搬する過程とを有し、
前記第３の光信号により搬送される情報信号の位相を、前記第１及び第２の光信号により搬送される情報信号の位相に対してシフトさせることを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
【請求項９】
前記位相シフトが、前記第１及び第２の光信号を出力するＷＤＭと協働する光変調器により引き起こされることを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
【請求項１０】
前記位相シフト量を、前記光通信チャネルの長さ及び光信号の波長の数学的関数として決定する過程を更に有することを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
【請求項１１】
前記第１の光信号が、前記第２の光信号よりも短い波長を有することを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
【請求項１２】
光通信チャネルに於ける伝送装置であって、
第１の中心波長を有する第１の光信号の信号源と、
第２の中心波長を有する第２の光信号の信号源と、
前記第１及び第２の光信号を変調するための情報信号の信号源と、
前記第１の変調光信号の位相を、前記第２の変調光信号の位相に対してシフトさせるための遅延素子とを有し、
前記第１及び第２の変調光信号が、前記光通信チャネルに接続されていることを特徴とする伝送装置。
【請求項１３】
前記遅延素子が、前記チャネルに於ける複合２次歪みを抑制するのに十分な時間遅れを提供することを特徴とする請求項１２に記載の伝送装置。
【請求項１４】
前記遅延素子が、約０．２５ｎｓから４ｎｓの範囲の時間遅れを提供することを特徴とする請求項１２に記載の伝送装置。
【請求項１５】
前記遅延素子が、光遅延素子及び無線周波遅延素子のいずれかを含むことを特徴とする請求項１２に記載の伝送装置。
【請求項１６】
前記光遅延素子が、所定長の光通信媒体、チャープ格子、所定長の分散補償光ファイバ及び強度の正又は負分散を伴う所定長の光ファイバから選択されたものからなることを特徴とする請求項１５に記載の伝送装置。
【請求項１７】
前記光遅延素子が、所定長の光通信媒体の第１端に接続されたＷＤＭ及び前記所定長光通信媒体の第２端に接続されたＷＤＭを含むことを特徴とする請求項１２に記載の伝送装置。
【請求項１８】
前記光遅延素子が、前記第１の光信号源と前記チャネルとの間に接続されていることを特徴とする請求項１５に記載の伝送装置。
【請求項１９】
前記無線周波遅延素子が、前記情報信号源と前記第１の光信号源との間に接続されていることを特徴とする請求項１５に記載の伝送装置。
【請求項２０】
前記時間遅れが、前記第１及び第２の光信号を出力するＷＤＭと協働する光変調器により引き起こされることを特徴とする請求項１２に記載の伝送装置。
【請求項２１】
前記時間遅れ量が、前記光通信チャネルの長さ及び光信号の波長の数学的関数であることを特徴とする請求項１２に記載の伝送装置。
【請求項２２】
前記第１の光信号が、前記第２の光信号よりも短い波長を有することを特徴とする請求項１２に記載の伝送装置。
【請求項２３】
前記第１及び第２の光信号に接続された第１のＷＤＭと、
前記情報信号を受信するべく接続され、前記第１のＷＤＭからの信号を変調する変調器とを更に有し、
前記光遅延素子が、
前記変調器の出力ポートに接続された第２のＷＤＭと、
前記第２のＷＤＭからの出力信号を受信するべく接続された第３のＷＤＭとを有することを特徴とする請求項１２に記載の伝送装置。
【請求項２４】
前記光遅延素子が、前記第１の光信号源と前記チャネルとの間に接続されていることを特徴とする請求項１５に記載の伝送装置。
【請求項２５】
前記情報信号を受信するべく接続され、前記両光信号を変調する変調器を更に有し、前記無線周波遅延素子が、前記変調器の出力ポートに接続された複数のＷＤＭを有することを特徴とする請求項１２に記載の伝送装置。
【請求項２６】
前記遅延素子が、前記チャネルに於けるＣＮＲ劣化を抑制するのに十分な所定の時間遅れを提供することを特徴とする請求項１２に記載の伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光通信に関し、特に光通信に於ける歪みを低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、ＣＡＴＶに於いて用いられる形式の従来形式の光アナログ通信システムを示す。１５５０ｎｍＤＦＢ（distributed feeｄback：分散フィードバック）レ−ザ７０が、ニオブ酸リチウム変調器８６を用いて外部から変調される。レ−ザビームは、まず、ＳＢＳ（StimulateｄＢrilloui Scattering）を抑制するために変調器８６に供給される高周波ＳＢＳ等により位相変調される。次に、ビームは、様々なＣＡＴＶチャネルを含むテレビ信号等のような情報を含む信号であるＲＦ信号により振幅変調される。ＲＦ信号は、変調器８６の３次非線形性を補償するために電子的予ひずみ（プリディストーション）回路７８により予ひずみが与えられる。変調器８６からの２つの信号は互いに１８０°位相がずれている。変調器の出力ポートに於いて、一方の出力信号がＥＤＦＡ（erbium doped fiber amplifier）等のような光増幅器により増幅され、ＳＭＦ（single mode）光ファイバー９０、９４により伝送される。光ファイバーの長さに応じて、１つ、２つ或いはそれ以上の光増幅器９２が用いられる。信号は更に、従来の要領をもってリモート受信器５６に於いて検出される。
【０００３】
キャリア対ノイズ比を改善するために、複数波長光システムが提案されている。例えば米国特許第５、９４０、１９６号或いは米国特許第５、２７８、６８８号を参照されたい。これら両特許は、それらに言及することをもって、本出願の一部をなすものとする。このようなシステムに於いては、レ−ザビームは、図２ａに示されるように、（即ち米国特許第５、９４０、１９６号に開示されているように、）変調器８６の上流側に於いて組み合わされ、或いは図２ｂに示されるように、（即ち米国特許第５、２７８、６８８号に開示されているように、）変調器８６の下流側に於いて組み合わされる。図２ａに於いては、分散フィードバックレ−ザ等のようなレ−ザ７０、７２等からなる２つの光源７０、７２それぞれ波長λ１及びλ２を有する光信号を出力する。これらは、導波路７４、７６を介してＷＤＭ（wavelength division multiplexer）８０に加えられ、このＷＤＭ８０は導波路８２を介して従来形式のＲＦ変調器８６に接続されている。これらの変調信号は、光ファイバー９０を介してリモート受信器５６に伝送され、リモート受信器５６は、信号を、導波路９８、１００に向けて送り出し、波長λ１、λ２を検出する光検出器１０４に接続する第２のＷＤＭ９６を含む。光検出器１０４、１０８から出力された電気（ＲＦ）信号は、ＲＦ混合器１１０により混合され、ＲＦ（ＣＡＴＶ）出力信号を提供する。
【０００４】
図２ｂに於いて、ＲＦ信号源１１１は、互いに並列接続されたレ−ザ１１０のそれぞれを駆動即ち変調し、導波路１１２上に変調光信号を出力する。これらは、光カプラ１１３に於いて組み合わされ、光ファイバー及び導波路１１４を介してそれぞれの受信器１１５に伝送される。図２ｂに於いては、光信号の組み合わせが、ＲＦ変調器の下流側に於いて実行されている。
【０００５】
多波長光通信システムの光ファイバーに於いて形成される２次（ＣＳＯ）ひずみは、自己位相変調（ＳＰＭ）、クロス位相変調（ＸＰＭ）及び偏光依存損失に関連する光Ｋｅｒｒ効果（ＯＫＥ）からなる３つの原因を有するとされている。ＳＰＭは、単一波長送信器について、長尺の光ファイバーに対して高出力の送信を行う際の主な技術的問題の１つであると考えられている。ＳＰＭは、光の波の位相が光の強度に依存して変動するような非線形の光の特性によるものである。この非線形の位相の変動は次の式により与えられる。
【０００６】
【数１】
2005073275.tif 000003
但し、Ｚは伝搬距離であり、Ａは光ファイバーの有効断面積であり、ｎ２は非線形屈折率であり、λは光の波長であり、Ｐは時間ｔと共に変動するようにＲＦ信号により変調される光のパワーである。
【０００７】
要するに、光が光ファイバーを伝搬する時に、ＳＰＭは、伝搬する光の信号の強度に依存するチャープ（chirp）を形成する。光ファイバーに於ける分散は、このようなチャープを、基本信号Ｐ（ｔ）のフーリエ成分である和及び差周波数に於ける振幅変調に変換する。これらの新たな周波数成分は、複合２次ひずみ（ＣＳＯ）と呼ばれる。デジタル及びアナログＣＡＴＶネットワークに於いて、ＣＳＯは信号の劣化の度合いを表す指標とされている。
【０００８】
ＳＰＭひずみにより引き起こされるＣＳＯについては様々な研究がなされている。「Phillips, et al., IEEE Photonics Techology Letters, vol. 3, p489 (1991)」を参照されたい。単一波長送信器についてのＳＰＭ動作により引き起こされる２次非線形性は次の式により表される。
【０００９】
【数２】
2005073275.tif 000004
それにより引き起こされるＣＳＯの振幅は次の式により与えられる。
【００１０】
【数３】
2005073275.tif 000005
但し、ＮＣＳＯはＣＳＯのビートカウントであり、Ｐｉｎは送信光パワーであり、β２は、分散Ｄについてβ２＝Ｄλ２／（２πｃ）の関係を有する伝搬定数の２次導関数であり、ｋ＝２π／λ（λはレ−ザの波長）であり、ｎ２は非線形屈折率であり、ｍは変調インデックスであり、Ａｅｆｆは光ファイバーの有効断面積であり、ｆｄはＣＳＯが発生する周波数であり、（Ｚｅｆｆ）２は、送信器の後段に１つのＥＤＦＡが用いられたときの、光ファイバーの有効長さ（損失に関して補正された光ファイバーの長さ）の２乗であり、以下の式４により定義される。
【００１１】
【数４】
2005073275.tif 000006
但し、Ｌは光ファイバーの長さであり、αは光ファイバーの減衰係数である。
【００１２】
１つの１７ｄＢｍのＥＤＦＡを送信器の直下流側に備えているような、５０ｋｍの長さの光ファイバーにより伝送される８０チャンネルＣＡＴＶシステムに於いて、ＳＰＭ分散による５４７ＭＨｚに於けるＣＳＯは約−６４ｄＢｃである。送信器から５０ｋｍ下流にもう１つの１７ｄＢｍのＥＤＦＡを設けた１００ｋｍの長さを有するケーブルを用いた場合には、ＣＳＯは約−５４ｄＢｃとなる。
【００１３】
ＸＰＭは、ＳＰＭと同様のものであるが、１つの波長の光位相が、異なる波長の光のパワーにより変調される点に於いて異なる。２つの光信号が同一の光ファイバー上を伝搬する際に、ＳＰＭ及びＸＰＭにより引き起こされる非線形の位相シフトは次の式により与えられる。
【００１４】
【数５】
2005073275.tif 000007
但し、添え字ｉ及びｊは、信号ｉ及びｊを表し、Ｐｉ及びＰｊは、信号ｉ及びｊのパワーを表し、ｂは偏光に依存するパラメータであり、偏光方向が整合している場合には２であり、偏光方向が直交している場合には２／３である。２番目の括弧内の第１の項はＳＰＭを、第２の項はＸＰＭを、それぞれ表す。
【００１５】
ＳＰＭ及びＸＰＭの組み合わされた効果による非線形位相シフトにより生成されたＣＳＯは、分割ステップフーリエ分析（split-step Fourier technique）を用いることにより数値的に計算することができる。「G. Agrawal, "Non Linear Fiber Optic", second edition, Academic Press」及び「F. Coppinger, et al., "Proceedings, Optical Fiber Communication, 2002, paper WCC2-1」を参照されたい。図３は、１６ｄＢｍにて１つの波長についてのみ、１６ｄＢｍにて２つの波長をそれぞれ平行偏光として、さらに１６ｄＢｍにて２つの波長をそれぞれ直交偏光として、光ファイバに送信した時の、距離の関数として計算されたＣＳＯを示す。２つの波長は同一の情報を搬送する。即ち、両波長についてＲＦ信号の位相は同一である。ＣＡＴＶのＲＦチャンネルの割り当てに於いて最も高い周波数の帯域である、ＮＴＳＣ  ＣＡＴＶチャンネル７８（５４７．２５ＭＨｚ）についてのＣＳＯひずみが示されている。ＳＰＭ及びＸＰＭにより生成されたＣＳＯは、高い周波数のチャネルに於いて悪化する。
【００１６】
２つの波長を用いることは、ＣＳＯひずみを大幅に増大させることが明らかである。図３に於いて、光ファイバーに於ける分散を補償するために、両波長の一方が受信器端に於いて遅延されていることが仮定されている。しかしながら遅延素子は図示省略されている。
【００１７】
２波長ファイバーリンクのＣＳＯひずみのもう１つの原因は、偏光依存損失（ＯＫＥ−ＰＤＬ）に組み合わされた光学的Ｋｅｒｒ効果である。光学的Ｋｅｒｒ効果は、一方の波長の偏光を、他方の波長の振幅により変調するもので、結果として振幅により偏光変調が引き起こされる。受信器の前段にて偏光依存損失または利得要素が存在する場合に、偏光依存損失がそれ自身信号に対して乗算され、その結果ひずみを引き起こす。ＯＫＥ−ＰＤＬは、「Phillips and Ott, Journal of Light Wave Technology JLT, Vol. 17, p.782, (1999)」に於いて研究されている。ＯＫＥ−ＰＤＬにより引き起こされるＣＳＯひずみは、両偏光状態が垂直または平行である状態に於いて２つの波長が伝送される場合に、最も小さくなる。両波長の偏光差が４５度である場合にＣＳＯひずみは最大となる。後者の場合、光ファイバーの異なる温度及び機械応力のために、両波長間に於ける偏光状態が時間の関数として変動するに伴い、ＣＳＯひずみが時間の関数として変化する。ＯＫＥ−ＰＤＬにより引き起こされるＣＳＯひずみは、光リンクにＰＤＬが存在する場合にのみ引き起こされる。低ＰＤＬ光学的要素が用いられた場合には、ＣＳＯひずみは最小化される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、それぞれ異なる波長を有する複数の光信号を異なるＲＦ位相をもって発信するように、遅延素子を用いることにより、多波長光通信システムに於けるＳＰＭ、ＸＰＭ及び分散により引き起こされるＣＳＯひずみを減少させるための方法及び装置に関する。遅延素子を用いることにより、ＲＦ周波数に比例するＲＦ位相シフトを引き起こすことができる。この場合、「位相」とは、本来同一の情報を搬送する２つの信号の間に相対的な時間遅れを設けることを意味する。波長の数が増大するに伴い、各波長間に差分的な時間遅れを設定することができる。
【００１９】
光システムに於いて２波長方式を用いることにより発生するＣＳＯひずみは、図２ａ、２ｂに示されるようにＲＦドメインに於いて同一の情報を２つの波長で搬送する場合に、ＳＰＭにより引き起こされる非線形光学的位相シフトが、ＸＰＭにより引き起こされる光学的位相シフトに対して互いに強め合うように組み合わせるために、単一の波長を用いる場合に比較して悪化する。上記した式５に示されるように、２つの光信号が同一のパワーレベル、同一の偏光状態及び同一の時間による変化を伴うものであるとすると、一波長の方式に比較して光学的位相シフトが３倍となる。偏光方向が互いに垂直である場合には、この変化が５／３倍となる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明によれば、このような効果を生み出すために、２つの光信号は、最も高い周波数のＲＦ信号について１８０度に相当する度合いを持って位相シフトされる。すなわち、一方の光信号は、両信号により搬送される最も高いＲＦ周波数について波長の半分に相当する分だけ遅延される。ある実施例に於いては、送信器又はリピータに於いて、２つの僅かに異なる波長に於いて光信号を発生する２つのレ−ザが設けられる。両光信号は１つの変調器に加えられ、情報搬送信号である同一のＲＦ入力信号により変調される。変調された光信号は第１のＷＤＭに加えられ、ＷＢＭは信号を２つの波長に分割する。両波長は異なる経路に送り出され、その一方には所要の遅延を引き起こすような所定長の光ファイバなどからなる遅延素子を含む。２つの経路上を伝送された２つの信号は、一方が他方に対して遅延した関係を持って、第２のＷＤＭの入力端子に加えられ、このＷＤＭは組み合わされた信号を光ファイバ上に送り出す。組み合わされた信号は、離れた場所にある従来形式の光受信器に伝送され、公知の要領を持って、受信した光信号を２つの波長に分割し、それぞれ光検出され、図２ａに示されるように出力される。別の実施例に於いては、遅延がＲＦドメインに於いてもたらされる。すなわち、ＲＦ信号は２つの経路に分岐され、その一方に対して遅延が加えられ、両経路のそれぞれの信号が、対応するレ−ザを変調するために用いられ、これらのレ−ザはそれぞれ異なる発信波長を有する。
【００２１】
この方法は、ヘッド端の光送信器や、長い光ファイバースパン中の中間部に設けられるリピータに対して適用することができる。このように、本発明によれば、第１の光信号が第１の中心波長を有し、第２の光信号が、第２の、僅かに異なる中心波長を有する。両光信号は、同一の情報信号により変調され、光ファイバ等の光通信チャネルにより伝搬される。第１の光信号のＲＦ情報の位相は、第２の光信号のＲＦ情報の位相に対して遅延している。位相シフトが、光通信チャネルスパンの中間部にのみに於いて適用される場合には、ＲＦ位相シフトは、光ドメインに於いてのみ引き起こされる。以下に詳しく説明するように、実際の遅延量は、理論的又は実験的に決定される。通常５５０ＭＨｚであるような高周波ＲＦチャネルに於ける約半波長が有用であることが見出されたが、これは何ら限定的なものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図４は本発明に係る光学系の一実施形態を示す。これは、図２ａに示された従来例と概ね同様であって、対応する部分には同様の符号を付した。但し、システムの送信器部分に於いて、第３のＷＤＭ（wavelength division multiplexer：波長分割多重装置）１２６に、追加のＷＤＭ１２０を含む遅延素子１１８が接続されている点で異なる。図示されているように、遅延素子１１８に於ける２つのＷＤＭ１２０，１２６は、２つの光導波路１２２、１２４によりそれらのポート同士間に接続されているが、例えば短い長さの光ファイバーなどの接続部品からなるものであって良い。しかしながら、上側の光導波路１２２は下側の導波路１２４よりも長く、したがって遅延素子として機能する。この遅延は、例えば所定の短い長さの光ファイバーにより与えられる。典型的な遅延時間は、上記したように例えば１ｎｓであって、これは導波路１２２について示されているように、約２０ｃｍの長さの通常の光ファイバーにより実現することができる。図４に於いて、２波長送信器は、それぞれ典型的な従来形式の光源からなるものであって良い２つのレ−ザ７０、７２を含む。出力光信号は、偏光維持ＷＤＭ８０を用いて導波路に接続される。両信号は組み合わされ、従来形式の変調器８６に接続され、情報搬送信号であるＲＦ入力信号により変調される。変調器の出力端に於いて、２つの波長により搬送される２つのＲＦ信号が、図２ａについて上記したように、同位相である場合に、それが光ファイバーに接続された時に、好ましくないＣＳＯひずみが最も大きくなる。
【００２３】
上記した方法及び装置によれば、２つの光信号により搬送される２つのＲＦ信号が異なる位相を有するものとされる。すなわち一方の光信号が他方に対して遅延する。これを達成するために、２つの光信号はＷＤＭ１２０に於いて分離され、導波路１２２上の一方の光信号が他方に対して遅延し、次に両光信号は第３のＷＤＭ１２６により組み合わされる。その結果引き起こされるＲＦ位相シフトは周波数依存であって、周波数が高くなるに従って大きくなる。こうすることにより、光信号が光ファイバーに送りされたときにＳＰＭ、ＸＰＮ及び散乱により引き起こされるＣＳＯひずみが低減されあるいは抑制される。このシステムの受信器５６は図２ａに示されたものと同一である。
【００２４】
図４に示された受信器５６の変形例に於いては、単一のフォトダイオードが２つの光信号λ１、λ２を受信することができる。
【００２５】
光ファイバーのスパンに沿う任意の距離の点に於けるＣＳＯひずみは、時間遅れ（位相シフト）に依存することが見出された。図５は、一波長あたり１６ｄＢｍの光信号パワーをもって光信号を５０ｋｍの長さの光ファイバーに送り出す際に時間遅れの関数として計算されたＣＳＯひずみを示すグラフである。両波長は、例えば１５５８．９８ｎｍ及び１５６０．６１ｎｍであって、その差は約１．６ｎｍである。この場合、両波長の短い方を有する信号に対して位相遅れが設けられる。図５に於けるＣＳＯひずみは、米国に於ける多くの商業的ケーブルテレビシステムに一般的に用いられるＮＴＳＣ  ＣＡＴＶの８０チャンネルの発信の場合に於いて、５４７ＭＨｚに相当するチャネル７８について計算したものである。図５に於けるグラフは、図５のキーに示されるように、２つの波長が平行偏光した場合及び２つの波長が垂直偏光した場合について計算したものである。図５に於いては垂直方向に延びる実線により測定データが示されている。発信偏光は、この測定の間に変更され、ＣＳＯひずみの変化の範囲を測定した。図５は、約１ｎｓの位相遅れを用いた場合にＣＳＯひずめが大幅に低減した様子を示している。これは、図５に示された測定データ及び理論的な考察により予測された結果に合致する。
【００２６】
図６は、やはり２つの異なる波長の２つの光送信器１３０、１３２を用いた本発明に基づく光通信システムの別の送信器の部分を示しており、各送信器はレ−ザ及びそれに関連する公知の部品により構成されている。送信器１３０は波長λ１を出力し、送信器１３２は波長λ２を送信し、これら両送信器はＲＦ源１２８からのＲＦ信号により変調される。
光信号は導波路１３４、１３６を経て光カプラ−１３８に送り出され、最終的に光ファイバーに送り出される。この場合、位相遅れは、波長λ１の信号を伝送する上側の導波路１３４の経路に示されるように、光学的ドメインに於いて引き起こされる。このカプラ−は３ｄＢコンバイナーあるいはより好ましくはＷＤＭコンバイナーからなるものであって良い。
【００２７】
図７は、本発明に基づくさらに異なる送信器を示すもので、位相遅れが電気（ＲＦ）ドメインに於いて引き起こされる。この場合、ＲＦ源１２８からのＲＦ信号はＲＦ伝送路１４０を用いて送信器（レ−ザ）１３０に加えられる。この伝送路１４０にはＲＦ遅延素子が設けられている。同一のＲＦ信号が送信器１３２を駆動する下側のＲＦ送信路１４２には、何ら遅延素子が設けられていない。ＲＦ遅延素子の一例として、例えば所定長の同軸ケーブルや遅延ラインなどの公知のＲＦ遅延素子からなるものであって良い。光学的ドメインに於ける典型的な遅延要素として、両ＷＤＭ間に於ける所定長の光ファイバからなるものであって良い。また、両波長間に於ける遅延を生成するために光学的ドメインに於ける遅延素子として光学的チャ−プ格子や所定長の分散補償ファイバーなどを用いることもできる。
【００２８】
本明細書中に於いて開示されている方法及び装に於いては、光学的ドメインに於ける遅延素子として偏光維持光ファイバーを用いることもできる。偏光維持ファイバー及び偏光維持ＷＤＭを用いることにより、光信号の偏光の制御性を改善し、２つの光信号の波長を平行あるいは垂直偏光状態で確実に送り出すことができる。要するに、２つの波長を平行または垂直偏光状態で発信することにより、光学的Ｋｅｒｒ効果及び偏光依存損失を上記したように低減することができる。さらに、既知の偏光状態をもって２つの波長を送り出すことにより、ランダムな偏光状態の場合に比較して、式５に示されるように非線形性の影響を正確に計算することが可能となる。
【００２９】
所望の位相シフトを達成するために時間遅れ素子を用いることは、周波数依存の位相シフトを引き起こす。光変調器からの２つの出力信号を用いることにより、さらに別の送信器に於いてそのようなシフトを引き起こすこともできる。ひとつの従来形式のMach Zender外部変調器８６を２つのレ−ザ７０、７２を用いて駆動する場合に、変調器８６は通常２つの光出力信号を発生する（図８参照）。一方の光出力により搬送されるＲＦ情報は、他方の出力に対して１８０度位相がずれている。すなわち、一方の出力は他方の出力に対してＲＦ反転されている。
【００３０】
部分的に図４と同様な図８に示された送信器に於いては、変調器８６からの２つの光信号は、２つのＷＤＭ１４６，１４８に接続され、２つの光信号波長λ１、λ２に分割される。一方の出力から得られる第１の波長を有する一方の光信号は、他方の光信号と組み合わされる。その結果得られた光信号は、すべてのＲＦ周波数に渡って２つの光ビームにより搬送される２つのＲＦ信号間でＲＦ情報位相が１８０度シフトされるような、２つの波長を含む。図８に示された送信器は、ＸＰＭ及びＳＰＭにより引き起こされるＣＳＯひずみを大幅に低減し得ることが見出された。この場合何ら明示的な遅延素子が図示されていないが、ＷＤＭ１４６，１４８、１５０、１５２の配置により位相シフトが実現し、従ってこの送信器も位相シフト素子を含むものと解することができる。図８に於いて、添字「＋」は、変調器８６の上側の出力を指し、添字「−」は変調器８６の他方の出力を表す。変調器８６からの出力は、２つの波長λ１、λ２を有する。一方の変調器出力により搬送されるＲＦ情報は、他方の出力に対して１８０度位相がずれている。
【００３１】
以上、ＣＳＯひずみを最小化するようなシステムについて説明したが、光ファイバースパンに於いて散乱を補償するために同様の構成を用いることもできる。
【００３２】
これにより、様々な単一のフォトダイオード受信器を用いて、光ファイバ散乱により高チャンネルＣＮＲ（キャリア対ノイズ比）劣化を最小化することが可能となる。一例として、図４に示されたものと同様なシステムを用いて、光ファイバスパン９０上に各波長あたり２０ｄＢのパワーをもって光信号を送り出した。ＲＦ搬送信号は、例えば＋６ｄＢの値を提供するように、コヒーレントに加算的であるように遅延素子１１８により遅延される。スパン９０に於いて散乱により発生するノイズは非コヒーレントに加算され、例えば３ｄＢの値を有する。遅延素子により得られる遅延又は位相シフトは、ＣＮＲを例えば３ｄＢ程度好適に増大させることができる。各波長が例えば１７ｄＢｍのＳＢＭ抑制（Stimulated Brillouin Scattering）を有する場合、両光信号の和は２０ｄＢｍのＳＢＳ抑制を有し、従って所望の散乱補償効果を提供することができる。
【００３３】
本発明は、上記したような２つの波長を用いた光システムに限定されるものではなく、３つまたはより多数の波長を用いたシステムにも適用可能である。２つよりも多い数の波長を用いた場合には、波長間に差分的な時間遅れを設け、異なる波長により搬送される異なるＲＦ周波数信号が、高周波チャンネルに於いては時間に依存しないようにすることができる。以下の式に於いて、そのような多波長システムに於ける波長ｉについての非線形光位相シフトが次のように与えられる。
【００３４】
【数６】
2005073275.tif 000008
但し、Ｐｉ（ｔ）は、波長ｉに於ける光パワーであり、ｂｊは波長ｉに対する波長ｊの偏光状態に依存するパラメータであり、τｊは波長ｉと波長ｊとの間に設定された時間遅れである。波長間の時間遅れは、式６の括弧内の和が時間に依存しないように選択される。このようなシステムは、図４に示されたようなシステムの拡張であって、第３の波長のための第３のレ−ザ源及び追加の遅延素子が追加されている。
【００３５】
以上、本発明を特定の実施例について説明したが、本発明の概念から逸脱することなく、本発明を様々に異なる態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）システムに用いられる従来形式の光アナログ通信システムを示す。
【図２】ａ及びｂからなり、ａは図１に示されたものを改良した、公知の２波長光通信システムを示し、ｂは第２の公知の２波長通信システムを示す。
【図３】チャネル７８に於ける通信スパン長（横軸）とＣＳＯひずみ（縦軸）との間の関係を示すプロット図である。
【図４】本発明に基づく光通信システムの実施例を示す。
【図５】本発明に基づく遅延（横軸）とＣＳＯひずみ（縦軸）との間の関係を示すプロット図である。
【図６】本発明に基づく光送信器を示す。
【図７】本発明に基づく光送信器の別の実施例を示す。
【図８】本発明に基づく光送信器の更に別の実施例を示す。
【図１】
2005073275.tif 000009
【図２】
2005073275.tif 000010
【図３】
2005073275.tif 000011
【図４】
2005073275.tif 000012
【図５】
2005073275.tif 000013
【図６】
2005073275.tif 000014
【図７】
2005073275.tif 000015
【図８】
2005073275.tif 000016