(57)【要約】【課題】  ＤＰＳＫ変調方式におけるＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化の低減を図る光送信装置を提供する。【解決手段】  本発明にかかる光送信装置は、光源（ＬＤ）と、送信データ（電気信号（９０））に基づいて光源（ＬＤ）から入力された信号光をＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調するＤＰＳＫ発生装置（１００）と、ＤＰＳＫ発生装置（１００）により変調されたＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調する偏波変調器（２００）と、を有し、ＤＰＳＫ変調方式の送信部分において、隣接ビット間（隣接信号間）で偏波を直交させることを特徴とする。【選択図】  図１
2005260696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
送信データに基づいて前記光源から入力された信号光をＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調するＤＰＳＫ変調手段と、
前記ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調する偏波変調手段と、
を有することを特徴とする光送信装置。
【請求項２】
前記偏波変調手段は、前記送信データと同期する交番信号に基づいて、前記ＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調することを特徴とする請求項１記載の光送信装置。
【請求項３】
前記送信データを基に前記送信データと同期する交番信号を発生し、該発生した交番信号を基に、前記偏波変調手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項２記載の光送信装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記送信データを基に、前記ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号と同じ時間周期のクロック信号を発生するクロック発生手段と、
前記クロック発生手段により発生したクロック信号を、該クロック信号の隣接するビット間同士のクロック信号の時間差が一致するように調整し、前記送信データと同期する交番信号を発生し、該発生した交番信号を、前記偏波変調手段に出力する調整手段と、を有し、
前記偏波変調手段を制御することを特徴とする請求項３記載の光送信装置。
【請求項５】
前記ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号を基に前記送信データと同期する交番信号を発生し、該発生した交番信号を基に、前記偏波変調手段を制御する第２の制御手段を有することを特徴とする請求項２記載の光送信装置。
【請求項６】
前記第２の制御手段は、
前記ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号を受光し、該受光したＤＰＳＫ信号を基に電気信号を生成する受光手段と、
前記受光手段により生成した電気信号を基に、前記ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号と同じ時間周期のクロック信号を発生するクロック発生手段と、
前記クロック発生手段により発生したクロック信号を、該クロック信号の隣接するビット間同士のクロック信号の時間差が一致するように調整し、前記送信データと同期する交番信号を発生し、該発生した交番信号を、前記偏波変調手段に出力する調整手段と、を有し、
前記偏波変調手段を制御することを特徴とする請求項５記載の光送信装置。
【請求項７】
前記ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号を制御する偏波コントローラを、前記ＤＰＳＫ変調手段と、前記偏波変調手段と、の間に搭載したことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の光送信装置。
【請求項８】
前記偏波コントローラと前記ＤＰＳＫ変調手段とは、偏波保存されないファイバを介して接続し、前記偏波コントローラと前記偏波変調手段とは、偏波保存されたファイバを介して接続し、
前記偏波コントローラは、前記ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号の偏波面と、前記偏波保存されたファイバに入力するＤＰＳＫ信号の偏波面と、が一致するように制御することを特徴とする請求項７記載の光送信装置。
【請求項９】
光源と、
送信データに基づいて前記光源から入力された信号光をＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調するＤＰＳＫ変調手段と、
前記ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間でＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、に交互に分離させた出力波形を生成し、該生成したＸ軸方向とＹ軸方向とに分離させた出力波形を統合し、前記隣接するビット間で偏波を直交させる直交手段と、
を有することを特徴とする光送信装置。
【請求項１０】
前記直交手段は、
偏波保存ファイバを介して前記ＤＰＳＫ変調手段と接続された第１の光カプラと、前記第１の光カプラと接続された第１の強度変調手段と第２の光カプラと、前記第２の光カプラと接続されたファラデーミラーと第２の強度変調手段と、前記第２の強度変調手段と接続された１ビットＤｅｌａｙ回路と、前記第１の強度変調手段と前記第２の強度変調手段とに接続された偏光ビームスプリッタと、を有して構成されてなることを特徴とする請求項９記載の光送信装置。
【請求項１１】
前記ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号は、前記第１の光カプラに入力され、前記第１の光カプラに入力されたＤＰＳＫ信号は、前記第１の強度変調手段と、前記第２の光カプラと、に入力され、前記第２の光カプラに入力されたＤＰＳＫ信号は、ファラデーミラーに入力され、前記ＤＰＳＫ信号は、前記ファラデーミラーにより９０度回転させられ、第２の光カプラを介して前記第２の強度変調手段に入力され、前記第１の強度変調手段は、前記送信データと同期する交番信号に基づいて、前記ＤＰＳＫ信号を変調し、該変調したＤＰＳＫ信号を前記偏光ビームスプリッタに入力し、前記第２の強度変調手段は、前記交番信号を前記１ビットＤｅｌａｙ回路により１ビット遅延した交番信号に基づいて、前記９０度回転させられたＤＰＳＫ信号を変調し、該変調したＤＰＳＫ信号を前記偏光ビームスプリッタに入力し、前記偏光ビームスプリッタは、前記第１の強度変調手段と、前記第２の強度変調手段と、から入力されたＤＰＳＫ信号を統合し、前記隣接するビット間で偏波を直交させることを特徴とする請求項１０記載の光送信装置。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか１項に記載の光送信装置と、
前記光送信装置から送信されたＤＰＳＫ信号を受光して複号する光受信装置と、
前記光送信装置と前記光受信装置との間を接続するための光ファイバと、
を有することを特徴とする光伝送システム。
【請求項１３】
光源から入力される信号光を伝送する光伝送装置で行う信号光変調方法であって、
送信データに基づいて前記光源から入力された信号光をＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調するＤＰＳＫ変調工程と、
前記ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調する偏波変調工程と、
を前記光伝送装置が行うことを特徴とする信号光変調方法。
【請求項１４】
前記偏波変調工程は、
前記送信データと同期する交番信号に基づいて、前記ＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調することを特徴とする請求項１３記載の信号光変調方法。
【請求項１５】
前記送信データを基に前記送信データと同期する交番信号を発生し、該発生した交番信号を基に、前記ＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調する工程を前記光伝送装置が行うことを特徴とする請求項１４記載の信号光変調方法。
【請求項１６】
前記送信データを基に、前記ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号と同じ時間周期のクロック信号を発生するクロック発生工程と、
前記クロック発生工程により発生したクロック信号を、該クロック信号の隣接するビット間同士のクロック信号の時間差が一致するように調整し、前記送信データと同期する交番信号を発生する工程と、を前記光伝送装置が行うことで、前記交番信号を発生し、該発生した交番信号を基に、前記ＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調することを特徴とする請求項１５記載の信号光変調方法。
【請求項１７】
前記ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号を基に前記送信データと同期する交番信号を発生し、該発生した交番信号を基に、前記ＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調する工程を前記光伝送装置が行うことを特徴とする請求項１４記載の信号光変調方法。
【請求項１８】
前記ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号を受光し、該受光したＤＰＳＫ信号を基に電気信号を生成する受光工程と、
前記受光工程により生成した電気信号を基に、前記ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号と同じ時間周期のクロック信号を発生するクロック発生工程と、
前記クロック発生工程により発生したクロック信号を、該クロック信号の隣接するビット間同士のクロック信号の時間差が一致するように調整し、前記送信データと同期する交番信号を発生する工程と、を前記光伝送装置が行うことで、前記交番信号を発生し、該発生した交番信号を基に、前記ＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調することを特徴とする請求項１７記載の信号光変調方法。
【請求項１９】
前記ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号を制御し、前記ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号の偏波面が、直接、偏波保存ファイバに入力された際のＤＰＳＫ信号の偏波面と一致するように調整する工程を前記光伝送装置が行うことを特徴とする請求項１３から１８の何れか１項に記載の信号光変調方法。
【請求項２０】
光源から入力される信号光を伝送する光伝送装置で行う信号光変調方法であって、
送信データに基づいて前記光源から入力された信号光をＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調するＤＰＳＫ変調工程と、
前記ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間でＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、に交互に分離させた出力波形を生成し、該生成したＸ軸方向とＹ軸方向とに分離させた出力波形を統合し、前記隣接するビット間で偏波を直交させる直交工程と、
を前記光伝送装置が行うことを特徴とする信号光変調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムに関するものであり、特に、伝送路光ファイバ中で生じる非線形効果の影響を抑圧させることで伝送特性の向上を図る光送信装置、光伝送システム及び信号光変調方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた通信方式の変調方式として、ＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式が、更なる伝送特性（伝送距離、伝送容量）を拡大する方式として最近、盛んに研究されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
このＤＰＳＫ変調方式は、従来のＯｎ−Ｏｆｆ  Ｋｅｙｉｎｇ（ＯＯＫ）方式と違い、パルスの位相部分に情報を与える方式（正確には、1つの情報パルスと、次の情報パルスと、の間の位相変化に情報を与える方式）であり、すべての時間スロットにパルスが存在するため、ビットパターン依存性に起因する非線形劣化の一つであるＸＰＭ（Ｃｒｏｓｓ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の影響がＯＯＫ方式よりも少なくできるというメリットがあることが知られている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００４】
更に、ＤＰＳＫ変調方式は、ＯＯＫ方式と比較し、受信感度が約３ｄＢ改善することができるため、ＯＯＫ方式に比べて伝送路への送出パワーを３ｄＢ下げることができる。このため、ＤＰＳＫ変調方式は、ＯＯＫ方式に比べて、非線形劣化の一つの要因である自己位相変調効果（ＳＰＭ（Ｓｅｌｆ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ））の影響を低減することが知られている（例えば、非特許文献３参照）。
【０００５】
しかしながら、このＤＰＳＫ変調方式の伝送特性を制限する主要因に注目すると、ＯＯＫ方式よりは波形劣化量が小さくなっているものの、自己位相変調効果（ＳＰＭ）と群速度分散（ＧＶＤ（Ｇｒｏｕｐ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ））との複合効果（ＳＰＭ−ＧＶＤ効果）による波形劣化量が、全体の波形劣化量の占める割合の中で最も大きいことが知られている。
【０００６】
なお、本発明より先に出願された技術文献として、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による信号波形の劣化を充分に抑圧することが可能となる光送信器がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
上記特許文献１は、光源と、送信データに基づいて、前記光源から入力された信号光に対して強度変調を施す強度変調器と、前記強度変調器から入力された信号光に対して、それぞれ時間的に隣接するビットにおける偏波状態が直交するように偏波変調を施す偏波変調器を有する光送信器である。
【０００８】
また、光波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムの光伝送路としてすでに広く敷設されている分散シフトファイバを利用することができ、それに大きな光パワーを入射しても４光波混合による伝送特性の劣化を最小限に抑えることができる光波長分割多重伝送装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
上記特許文献２は、光周波数軸上で不等間隔に配置された複数の波長の光ディジタル信号を波長多重して送出する光送信機と、前記波長多重された光ディジタル信号を各波長に分離して復調する光受信機と、所定の入力光パワーに対して４光波混合が起こる波長分散値を有し、前記光送信機と前記光受信機とを結合する光伝送路とを備えた光波長分割多重伝送装置において、前記各波長の光ディジタル信号は、前記光伝送路で４光波混合を起こす光パワーに設定され、前記光送信機は、前記各波長の光ディジタル信号を光角度変調信号として送信する手段を備えたことを特徴とする光波長分割多重伝送装置である。そして、この装置における光角度変調信号の１つとして、光差動位相シフトキーイング信号（ＤＰＳＫ信号）を用いているものである。
【特許文献１】特開平１１−３５５２１５号公報
【特許文献２】特開平１０−１３３４２号公報
【非特許文献１】Ｂ.Ｚｈｕ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｆ  ３.２Ｔｂ／ｓ  （８０  ｘ  ４２.７Ｇｂ／ｓ）ｏｖｅｒ  ５２００ｋｍ  ｏｆ  ＵｌｔｒａＷａｖｅTM  ｆｉｂｅｒ  ｗｉｔｈ  １００−ｋｍ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ−ｍａｎａｇｅｄ  ｓｐａｎｓ  ｕｓｉｎｇ  ＲＺ−ＤＰＳＫ  ｆｏｒｍａｔ”．  ＥＣＯＣ  ２００２，  ＰＤ４
【非特許文献２】Ａ．Ｇｎａｕｃｋ  ｅｔ  ａｌ．，  “４０−Ｇｂ／ｓ  ＲＺ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｏｎ”，ＯＦＣ２００３，  ＴｈＥ１
【非特許文献３】Ｔａｋａｓｈｉ  Ｍｉｚｕｏｃｈｉ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ａ  Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ＤＰＳＫ  ａｎｄ  ＯＯＫ  ＷＤＭ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｏｖｅｒ  Ｔｒａｎｓｏｃｅａｎｉｃ  Ｄｉｓｔａｎｃｅｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｓ  Ｄｕｅ  ｔｏ  Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｎｏｉｓｅ"，  Ｊ．ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，ＶＯＬ.２１,  ＮＯ.９,  ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ  ２００３  ｐｐ.１９３３−１９４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
なお、上記特許文献１は、本願発明のように、ＳＰＭ−ＧＶＤ効果による信号波形の劣化を充分に抑圧することを目的としているが、ＤＰＳＫ変調方式におけるＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化については何ら考慮されていない。また、上記特許文献２は、ＤＰＳＫ信号を用いた光波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムについては開示されているが、上記特許文献１と同様に、ＤＰＳＫ変調方式におけるＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化については何ら考慮されていない。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＤＰＳＫ変調方式におけるＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化の低減を図る光送信装置、光伝送システム及び信号光変調方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有することとする。
【００１３】
本発明にかかる光送信装置は、光源と、送信データに基づいて光源から入力された信号光をＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調するＤＰＳＫ変調手段と、ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調する偏波変調手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明にかかる光送信装置において、偏波変調手段は、送信データと同期する交番信号に基づいて、ＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明にかかる光送信装置は、送信データを基に送信データと同期する交番信号を発生し、該発生した交番信号を基に、偏波変調手段を制御する制御手段を有することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明にかかる光送信装置において、制御手段は、送信データを基に、ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号と同じ時間周期のクロック信号を発生するクロック発生手段と、クロック発生手段により発生したクロック信号を、該クロック信号の隣接するビット間同士のクロック信号の時間差が一致するように調整し、送信データと同期する交番信号を発生し、該発生した交番信号を、偏波変調手段に出力する調整手段と、を有し、偏波変調手段を制御することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明にかかる光送信装置は、ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号を基に送信データと同期する交番信号を発生し、該発生した交番信号を基に、偏波変調手段を制御する第２の制御手段を有することを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明にかかる光送信装置において、第２の制御手段は、ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号を受光し、該受光したＤＰＳＫ信号を基に電気信号を生成する受光手段と、受光手段により生成した電気信号を基に、ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号と同じ時間周期のクロック信号を発生するクロック発生手段と、クロック発生手段により発生したクロック信号を、該クロック信号の隣接するビット間同士のクロック信号の時間差が一致するように調整し、送信データと同期する交番信号を発生し、該発生した交番信号を、偏波変調手段に出力する調整手段と、を有し、偏波変調手段を制御することを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明にかかる光送信装置は、ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号を制御する偏波コントローラを、ＤＰＳＫ変調手段と、偏波変調手段と、の間に搭載したことを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明にかかる光送信装置において、偏波コントローラとＤＰＳＫ変調手段とは、偏波保存されないファイバを介して接続し、偏波コントローラと偏波変調手段とは、偏波保存されたファイバを介して接続し、偏波コントローラは、ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号の偏波面と、偏波保存されたファイバに入力するＤＰＳＫ信号の偏波面と、が一致するように制御することを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明にかかる光送信装置は、光源と、送信データに基づいて光源から入力された信号光をＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調するＤＰＳＫ変調手段と、ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間でＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、に交互に分離させた出力波形を生成し、該生成したＸ軸方向とＹ軸方向とに分離させた出力波形を統合し、隣接するビット間で偏波を直交させる直交手段と、を有することを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明にかかる光送信装置において、直交手段は、偏波保存ファイバを介してＤＰＳＫ変調手段と接続された第１の光カプラと、第１の光カプラと接続された第１の強度変調手段と第２の光カプラと、第２の光カプラと接続されたファラデーミラーと第２の強度変調手段と、第２の強度変調手段と接続された１ビットＤｅｌａｙ回路と、第１の強度変調手段と第２の強度変調手段とに接続された偏光ビームスプリッタと、を有して構成されてなることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明にかかる光送信装置において、ＤＰＳＫ変調手段により変調されたＤＰＳＫ信号は、第１の光カプラに入力され、第１の光カプラに入力されたＤＰＳＫ信号は、第１の強度変調手段と、第２の光カプラと、に入力され、第２の光カプラに入力されたＤＰＳＫ信号は、ファラデーミラーに入力され、ＤＰＳＫ信号は、ファラデーミラーにより９０度回転させられ、第２の光カプラを介して第２の強度変調手段に入力され、第１の強度変調手段は、送信データと同期する交番信号に基づいて、ＤＰＳＫ信号を変調し、該変調したＤＰＳＫ信号を偏光ビームスプリッタに入力し、第２の強度変調手段は、交番信号を１ビットＤｅｌａｙ回路により１ビット遅延した交番信号に基づいて、９０度回転させられたＤＰＳＫ信号を変調し、該変調したＤＰＳＫ信号を偏光ビームスプリッタに入力し、偏光ビームスプリッタは、第１の強度変調手段と、第２の強度変調手段と、から入力されたＤＰＳＫ信号を統合し、隣接するビット間で偏波を直交させることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明にかかる光伝送システムは、上記記載の光送信装置と、光送信装置から送信されたＤＰＳＫ信号を受光して複号する光受信装置と、光送信装置と光受信装置との間を接続するための光ファイバと、を有することを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明にかかる信号光変調方法は、光源から入力される信号光を伝送する光伝送装置で行う信号光変調方法であって、送信データに基づいて光源から入力された信号光をＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調するＤＰＳＫ変調工程と、ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調する偏波変調工程と、を光伝送装置が行うことを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明にかかる信号光変調方法において、偏波変調工程は、送信データと同期する交番信号に基づいて、ＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調することを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明にかかる信号光変調方法は、送信データを基に送信データと同期する交番信号を発生し、該発生した交番信号を基に、ＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調する工程を光伝送装置が行うことを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明にかかる信号光変調方法は、送信データを基に、ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号と同じ時間周期のクロック信号を発生するクロック発生工程と、クロック発生工程により発生したクロック信号を、該クロック信号の隣接するビット間同士のクロック信号の時間差が一致するように調整し、送信データと同期する交番信号を発生する工程と、を光伝送装置が行うことで、交番信号を発生し、該発生した交番信号を基に、ＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調することを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明にかかる信号光変調方法は、ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号を基に送信データと同期する交番信号を発生し、該発生した交番信号を基に、ＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調する工程を光伝送装置が行うことを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明にかかる信号光変調方法は、ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号を受光し、該受光したＤＰＳＫ信号を基に電気信号を生成する受光工程と、受光工程により生成した電気信号を基に、ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号と同じ時間周期のクロック信号を発生するクロック発生工程と、クロック発生工程により発生したクロック信号を、該クロック信号の隣接するビット間同士のクロック信号の時間差が一致するように調整し、送信データと同期する交番信号を発生する工程と、を光伝送装置が行うことで、交番信号を発生し、該発生した交番信号を基に、ＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調することを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明にかかる信号光変調方法は、ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号を制御し、ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号の偏波面が、直接、偏波保存ファイバに入力された際のＤＰＳＫ信号の偏波面と一致するように調整する工程を光伝送装置が行うことを特徴とするものである。
【００３２】
また、本発明にかかる信号光変調方法は、光源から入力される信号光を伝送する光伝送装置で行う信号光変調方法であって、送信データに基づいて光源から入力された信号光をＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調するＤＰＳＫ変調工程と、ＤＰＳＫ変調工程により変調されたＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間でＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、に交互に分離させた出力波形を生成し、該生成したＸ軸方向とＹ軸方向とに分離させた出力波形を統合し、隣接するビット間で偏波を直交させる直交工程と、を光伝送装置が行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明にかかる光送信装置、光伝送システム及び信号光変調方法は、光送信データに基づいて光源から入力された信号光をＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調し、その変調したＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調することで、ＤＰＳＫ変調方式におけるＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化の低減を図ることが可能となる。また、本発明にかかる光送信装置、光伝送システム及び信号光変調方法は、送信データに基づいて光源から入力された信号光をＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調し、その変調されたＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間でＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、に交互に分離させた出力波形を生成し、該生成したＸ軸方向とＹ軸方向とに分離させた出力波形を統合し、隣接するビット間で偏波を直交させることで、ＤＰＳＫ変調方式におけるＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化の低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
まず、図１を参照しながら、本発明にかかる本発明にかかる光送信装置、光伝送システム及び信号光変調方法の特徴について説明する。
【００３５】
本発明にかかる本発明にかかる光送信装置、光伝送システム及び信号光変調方法は、光源（ＬＤ）と、送信データ（電気信号（９０））に基づいて光源（ＬＤ）から入力された信号光をＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調するＤＰＳＫ変調手段（１００）と、ＤＰＳＫ変調手段（１００）により変調されたＤＰＳＫ信号を、該ＤＰＳＫ信号の隣接するビット間で偏波状態が直交するように変調する偏波変調手段（２００）と、を有することを特徴とするものである。このように、ＤＰＳＫ変調方式の送信部分において隣接ビット間（隣接信号間）で偏波を直交させることで、非線形劣化の１つであるＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化の低減を図ることになる。
【実施例１】
【００３６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる光送信装置、光伝送システム及び信号光変調方法について説明する。
【００３７】
まず、図１を参照しながら、本発明にかかる光伝送システムに適用される光送信装置の構成について説明する。
【００３８】
本発明にかかる光送信装置は、光源（ＬＤ）と、ＤＰＳＫ発生装置（１００）と、偏波保存ファイバ（５００）と、偏波変調器（２００）と、を有して構成されている。
【００３９】
［ＤＰＳＫ発生装置（１００）］
ＤＰＳＫ発生装置（１００）は、光源（ＬＤ）から出射された連続波（ＣＷ）光を電気信号（９０）によりＤＰＳＫ信号に変調し、その変調したＤＰＳＫ信号を偏波保存ファイバ（５００）に出力するものである。例えば、ＤＰＳＫ発生装置（１００）に出力される電気信号（９０）が（１、０、１、１、１、０、０、１、０）の場合は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）は、光源（ＬＤ）から出射された連続波（ＣＷ）光を（０、π、π、π、π、０、π、π、０）のＤＰＳＫ信号に変調して偏波保存ファイバ（５００）に出力することになる。
【００４０】
なお、上記の例は、１ビット遅延させて０で差動化を行った場合である。このため、時間的に０のレベルの信号がきたときには、位相をπだけ反転し、１のレベルの信号がきたときには、位相を変化させないことになる。なお、ＤＰＳＫ発生装置（１００）において、１のレベルの信号で差動化を行うことも可能である。この場合は、１のレベルの信号がきたときには、位相をπだけ反転し、０のレベルの信号がきたときには、位相を変化させないことになる。
【００４１】
なお、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号の例を、図２（ａ）、図３（ａ）に示唆する。なお、図２は、光源（ＬＤ）から出射された連続波（ＣＷ）光を送信データ（電気信号（９０））であるＮＲＺ（ＮＯＮ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）により変調して出力した図であり、図３は、光源（ＬＤ）から出射された連続波（ＣＷ）光を送信データ（電気信号（９０））であるＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）により変調して出力した図である。
【００４２】
［偏波保存ファイバ（５００）］
偏波保存ファイバ（５００）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されたＤＰＳＫ信号の偏波面を保存するものである。
【００４３】
［偏波変調器（２００）］
偏波変調器（２００）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されたＤＰＳＫ信号を交番信号（９１）により、隣接ビット間（隣接信号間）で偏波面が直交した光信号を出力するものである。
【００４４】
なお、交番信号（９１）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）に入力される電気信号（９０）に同期した“１、０、１、０、・・・”の交番信号であり、例えば、交番信号が１のときには、Ｘ軸偏波となり、交番信号が０のときには、Ｙ軸偏波となる。もちろん、交番信号が０のときに、Ｘ軸偏波とし、交番信号が１のときに、Ｙ軸偏波とすることも可能である。
【００４５】
なお、偏波変調器（２００）から出力される信号の例を、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示唆する。なお、図２は、ＮＲＺ（ＮＯＮ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）変調方式により出力した信号を示唆する図であり、図３は、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）変調方式により出力した信号を示唆する図である。
【００４６】
次に、図１〜図３を参照しながら、本発明にかかる光送信装置における処理動作について説明する。
【００４７】
まず、光源（ＬＤ）からの連続波（ＣＷ）光は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）で電気信号（９０）によりＤＰＳＫ信号に変調されることになる。例えば、図２（ａ）、図３（ａ）のようなＤＰＳＫ信号に変調されることになる。なお、図２、図３では、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号をＸ軸偏波の信号としたが、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号をＹ軸偏波の信号とすることも可能である。
【００４８】
なお、ＤＰＳＫ発生装置（１００）で行うＤＰＳＫ変調方式は、パルスの位相部分に情報を与える方式であり、図２、図３では、一例として、π、０、π、πの情報に変調したＤＰＳＫ信号を出力している。なお、ＤＰＳＫ発生装置（１００）においてＤＰＳＫ変調を行い出力されたＤＰＳＫ信号は強度レベルが全て同じ信号となる。
【００４９】
次に、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されたＤＰＳＫ信号は、偏波保存ファイバ（５００）により偏波保存されて偏波変調器（２００）に入力されることになる。偏波変調器（２００）は、交番信号（９１）により、偏波変調器（２００）に入力されたＤＰＳＫ信号を、そのＤＰＳＫ信号の隣接するビット間（隣接信号間）で偏波直交させるように変調することになる。なお、偏波変調器（２００）に入力される交番信号（９１）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）に入力される電気信号（９０）に同期した信号であり、隣接するビット同士が全て異なっている“１、０、１、０、１、０、・・”の信号である。
【００５０】
この隣接するビット同士が全て異なっている“１、０、１、０、１、０、・・”の交番信号（９１）を偏波変調器（２００）に入力することで、例えば、偏波変調器（２００）は、図２（ａ）、図３（ａ）に示唆するＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されたＤＰＳＫ信号を、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示唆する信号に偏波直交して出力することになる。これにより、偏波変調器（２００）から出力される出力信号は、隣接するビット間（隣接信号間）で偏波が直交する信号となり、ＳＰＭと群速度分散との複合効果（ＳＰＭ−ＧＶＤ効果）による符号間干渉を低減することが可能となる。
【００５１】
（第１の実施例における光送信装置の効果）
以上のことから、本発明にかかる光送信装置は、以下のような効果を奏することになる。
【００５２】
第１の効果は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されたＤＰＳＫ信号の隣接ビット間（隣接信号間）で偏波を直交させることで、ＳＰＭと群速度分散との複合効果（ＳＰＭ−ＧＶＤ効果）による波形劣化を低減することが可能となることである。すなわち、隣接ビット間（隣接信号間）でパルスを直交させることで、隣接ビット間（隣接信号間）の符号間干渉の影響を低減することが可能となる。例えば、図４（ａ）に示唆するように、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されたＤＰＳＫ信号は、隣接するビット間（隣接信号間）において符号間干渉が発生することになるが、偏波変調器（２００）において、図４（ｂ）に示唆するように、隣接するビット間（隣接信号間）で偏波が直交する信号に変調させることで、隣接するビット間（隣接信号間）において符号間干渉が発生しないことになる。
【００５３】
第２の効果は、ＰＤＬ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｐｅｎｄａｎｔ  Ｌｏｓｓ）による劣化の影響を、本発明にかかる光送信装置から送信された信号光を受光する受信側となる光受信装置で低減することが可能となる。以下、図５を参照しながら詳細に説明する。
【００５４】
一般的に、ＤＰＳＫ変調方式の光受信装置は、図５（ａ）に示唆するように、受信信号（Ａ）と、その受信信号を１ビット遅延させた信号（Ｂ）と、を干渉させることで複号した信号（Ｃ）を生成することになる。なお、ＤＰＳＫ変調方式により生成されるＤＰＳＫ信号は、同一のレベルの偏波であることから、ＤＰＳＫ変調方式により生成されるＤＰＳＫ信号はＰＤＬにより全て同じ値の劣化量の影響を受けることになる。このため、図５（ｂ）に示唆するように、受信信号（Ａ）と、その受信信号を１ビット遅延させた信号（Ｂ）と、の両方の受信信号がＰＤＬの影響を受けることになり、ＤＰＳＫ信号がＰＤＬにより損失が大きくなった場合は、そのＰＤＬの影響を受けた両方の受信信号を干渉させることで複号した信号（Ｃ）に、ＰＤＬによる伝送特性の波形劣化が大きくあらわれることになる。しかしながら、本発明の光送信装置は、隣接パルス間で偏波が直交したＤＰＳＫ信号を生成することになるため、図５（ｃ）に示唆するように、隣接するビット間の一方の受信信号がＰＤＬの影響を受けてパワーが劣化しても、隣接するビット間のもう一方の受信信号はパワーが劣化しないことになる。したがって、ＰＤＬの影響を受けた受信信号と、ＰＤＬの影響を受けていない受信信号と、が干渉することになるため、図５（ｂ）よりもＰＤＬによる波形劣化を低減することが可能となる。
【実施例２】
【００５５】
次に、第２の実施例について説明する。
第２の実施例の光送信装置は、図６に示唆するように、ＣＤＲ（Ｃｌｏｃｋ  Ｄａｔａ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）（３００）と、Ｄｅｌａｙ回路（３０１）と、で構成された偏波変調器制御回路により、図１に示唆する、第１の実施例の光送信装置を構成する偏波変調器（２００）に入力する交番信号（９１）を発生し、偏波変調器（２００）を制御することを特徴とするものである。以下、図６を参照しながら、第２の実施例における光送信装置の構成について説明する。
【００５６】
図６に示唆する第２の実施例における光送信装置は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）に入力される電気信号（９０）が偏波変調器制御回路にも入力されることになり、その偏波変調器制御回路を構成するＣＤＲ（３００）は、その入力された電気信号（９０）を基に、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号と同じ時間周期のクロック信号を発生し、その発生したクロック信号をＤｅｌａｙ回路（３０１）に出力することになる。そして、Ｄｅｌａｙ回路（３０１）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号と同期するように、Ｄｅｌａｙ回路（３０１）に入力されたクロック信号を、そのクロック信号の隣接するビット間同士のクロック信号の時間差が一致するように調整し、その調整したクロック信号を偏波変調器（２００）に出力することで、偏波変調器（２００）を制御することになる。これにより、偏波変調器（２００）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号を第１の実施例と同様に偏波直交させて出力することになる。
【実施例３】
【００５７】
次に、第３の実施例について説明する。
第３の実施例の光送信装置は、図７に示唆するように、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号をＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）（３０２）にて受光し、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）（３０２）は、その受光したＤＰＳＫ信号を電気信号に変換し、その変換した電気信号をＣＤＲ（３００）に出力する。ＣＤＲ（３００）は、入力された電気信号を基に、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号と同じ時間周期のクロック信号を発生し、その発生したクロック信号をＤｅｌａｙ回路（３０１）に出力することになる。そして、Ｄｅｌａｙ回路（３０１）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号と同期するように、Ｄｅｌａｙ回路（３０１）に入力されたクロック信号を調整し、その調整したクロック信号を偏波変調器（２００）に出力することで、偏波変調器（２００）を制御することになる。これにより、偏波変調器（２００）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号を第１の実施例と同様に偏波直交させて出力することになる。したがって、第３の実施例におけるの光送信装置は、既存のＤＰＳＫ発生装置（１００）に対して、そのＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号を偏波直交させるための構成を後付けで加えることが可能となる。
【実施例４】
【００５８】
次に、第４の実施例について説明する。
第４の実施例の光送信装置は、図８に示唆するように、ＤＰＳＫ発生装置（１００）と、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号を偏波直交させるための構成と、の間に偏波コントローラ（６００）を挿入し、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力される偏波と、偏波保存ファイバ（５０３）に入力される偏波と、を偏波コントローラ（６００）で一致するように調整することを特徴とするものである。
【００５９】
ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号が偏波保存でないファイバ（５０２）に入力されると、図９（ａ）に示唆する状態となる。このＤＰＳＫ信号を偏波コントローラ（６００）にて制御し、図９（ｂ）に示唆するように、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されたＤＰＳＫ信号が、直接、偏波保存ファイバ（５０３）に入力された状態のＤＰＳＫ信号になるように調整することになる。
【００６０】
このように、既存のＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号が偏波保存でないファイバ（５０２）に入力されても、偏波コントローラ（６００）が、その偏波保存でないファイバ（５０２）に入力された偏波を制御することで、既存のＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されたＤＰＳＫ信号が偏波保存されない場合でも、ＤＰＳＫ発生装置（１００）の後に偏波コントローラ（６００）を搭載することで、そのＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号を偏波直交させるための構成を後付けで加えることが可能となる。
【実施例５】
【００６１】
次に、第５の実施例について説明する。
第５の実施例の光送信装置は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号を、そのＤＰＳＫ信号の隣接するビット間（隣接信号間）でＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、に交互に分離させた出力波形を生成し、その生成したＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、に分離させた出力波形を統合し、隣接するビット間で偏波を直交させることを特徴とするものである。以下、図１０、１１を参照しながら、第５の実施例における光送信装置について説明する。
【００６２】
まず、図１０を参照しながら、第５の実施例における光送信装置の構成について説明する。
【００６３】
第５の実施例の光送信装置は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）の後に偏波保存ファイバ（５００）を介して光カプラ（１）が接続されることになる。そして、光カプラ（１）は、強度変調器（２０２）と光カプラ（２）とに接続されることになる。また、光カプラ（２）は、ファラデーミラー（４０）と強度変調器（２０３）とに接続され、強度変調器（２０３）は１ビットＤｅｌａｙ（８００）に接続されている。また、強度変調器（２０２）と強度変調器（２０３）とは、偏光ビームスプリッタＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）（４１）に接続されることになる。
【００６４】
次に、図１０、図１１を参照しながら、第５の実施例の光送信装置における処理動作について説明する。
【００６５】
ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）に入力される電気信号（９０）により、図１１（ａ）に示唆する出力信号になる。なお、図１１（ａ）に示唆する出力信号は、Ｘ軸偏波の信号を示唆するが、Ｙ軸偏波の信号を出力することも可能である。
【００６６】
ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力された図１１（ａ）に示唆する出力信号は、光カプラ（１）に入力され、光カプラ（１）に入力された出力信号は、強度変調器（２０２）と、光カプラ（２）と、に出力されることになる。
【００６７】
光カプラ（２）に入力された出力信号は、ファラデーミラー（４０）に出力されることになり、ファラデーミラー（４０）は、光カプラ（２）から入力された出力信号を９０度回転することになる（光カプラ（２）から入力された偏波をＸ軸→Ｙ軸に変換、または、Ｙ軸→Ｘ軸に変換する）。そして、ファラデーミラー（４０）により９０度回転させられた受信信号は、光カプラ（２）を介して、強度変調器（２０３）に入力されることになる。
【００６８】
強度変調器（２０２）は、入力された出力信号を、“１、０、１、０、・・”の交番信号（９３）により変調し、強度変調器（２０２）は、図１１（ａ）に示唆する出力信号を、交番信号（９３）が“１”の時だけ出力した、図１１（ｂ）に示唆する出力信号に変調して偏光ビームスプリッタＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）（４１）に出力することになる。また、強度変調器（２０３）は、入力された出力信号を、強度変調（２０３）に付加された１ビットＤｅｌａｙ回路（８００）により“１、０、１、０、・・”の交番信号（９３）を１ビット遅延させた“０、１、０、１、・・”の交番信号により変調することになり、強度変調器（２０３）に入力された出力信号を、図１１（ｃ）に示唆する出力信号に変調して偏光ビームスプリッタＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）（４１）に出力することになる。偏光ビームスプリッタＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）（４１）は、強度変調器（２０２）から入力された図１１（ｂ）に示唆する出力信号と、強度変調器（２０３）から入力された図１１（ｃ）に示唆する出力信号と、を合波し、図１１（ｄ）に示唆する出力信号を出力することになる。
【００６９】
なお、図１０に示唆する交番信号（９３）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）に入力される電気信号（９０）に同期した交番信号であり、隣接するビット同士が全て異なっている“１、０、１、０、１、０、・・”の交番信号を示唆するものである。
【００７０】
（本発明の光伝送装置による効果の検証）
次に、本発明の光伝送装置による効果について検証する。
なお、本発明の光伝送装置による構成を検証するシステム構成として、（１０Ｇ、スパン長８０ｋｍ、伝送距離４０００ｋｍ）で、従来の光伝送装置の構成（図１に示唆するＤＰＳＫ発生装置（１００）のみの構成）と上記実施例の光伝送装置とにおけるＳＰＭ−ＧＶＤ効果による波形劣化の比較を行い、本発明の光伝送装置の妥当性を検証することとする。なお、図１２にシミュレーションを行った際の伝送路のモデルを示唆する。
【００７１】
図１２に示唆するシミュレーションモデルは、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ（Ｔｘ）と、第１の分散補償ファイバ（Ｐｒｅ−ＤＣＦ）と、Ｄｅｍｕｘ  Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ（ＤＭＵＸ  ＢＰＦ）と、第２の分散ファイバ（Ｐｏｓｔ−ＤＣＦ）と、を有して構成されている。なお、図１２に示唆するように、第１の分散補償ファイバ（Ｐｒｅ−ＤＣＦ）とＤｅｍｕｘ  Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ（ＤＭＵＸ  ＢＰＦ）との間には、２つの光アンプと８０ｋｍＳＭＦとＤＣＦとの構成からなるものが５０個直列に並んで配置されることになる。なお、ＳＭＦ、ＤＣＦを通過した光信号は、光信号のパワーが減少することから光アンプによりこのパワーを補うことになる。また、Ｄｅｍｕｘ  Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ（ＤＭＵＸ  ＢＰＦ）は、信号付近のスペクトラムのみを切り出すためのフィルタであり、ノイズを除去することになる。図１２に示唆する１００Ｇ−ＡＷＧ、５０ＧＨｚ  Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒは、それぞれフィルタの種類を示唆する。シミュレーションでは、この２つのフィルタを用いることになる。
【００７２】
一般的に信号波形が光ファイバ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ（ＳＭＦ））を通過すると、分散という現象のために、信号波形の形が広がることになる。このため、基本的には、分散がある程度蓄積されると分散補償ファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ（ＤＣＦ））を用いて蓄積された分散を戻すことになる。これにより、形が変化した信号波形が元の送信波形に戻ることになる。
【００７３】
図１２に示唆するシミュレーションモデルの伝送路では、８０ｋｍの光ファイバ（８０ｋｍＳＭＦ）に信号が伝送すると、２０ｐｓ／ｎｍ×８０ｋｍ＝１６０ｐｓ／ｎｍの分散が蓄積されることになるため、これを分散補償ファイバ（ＤＣＦ）により−１６０ｐｓ／ｎｍ×１ｋｍの逆の分散を与えて０に戻すように構築されている。なお、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）は、陸上系の伝送路では中継器の中に内蔵されるため、伝送路には光ファイバ（ＳＭＦ）のみの構成となる。
【００７４】
なお、図１２に示唆するように、分散補償ファイバ（Ｐｒｅ−ＤＣＦ、Ｐｏｓｔ−ＤＣＦ）は、伝送路の前後で、信号波形にある程度分散を与えることになる。このように、伝送路の前後に分散補償ファイバ（Ｐｒｅ−ＤＣＦ、Ｐｏｓｔ−ＤＣＦ）を搭載し、送信の信号波形よりもある程度波形を劣せることで、伝送特性を向上させることが可能となる。なお、Ｅｙｅ−Ａｒｅａは、信号波形の面積を示唆するものであり、このＥｙｅ−Ａｒｅａが大きいと伝送特性が良いことを示唆することになる。
【００７５】
なお、図１２に示唆するシミュレーションモデルは、図１３に示唆するように分散補償されている。また、図１２に示唆する光ファイバ（ＳＭＦ）のパラメータを図１４に示唆する。
【００７６】
従来の光伝送装置と、本発明の光伝送装置と、の伝送後の波形を図１５に示唆する。なお、図１５は、図１２のシミュレーションモデルにおいて、ＤＰＳＫ−ＮＲＺ変調方式と、ＤＰＳＫ−ＲＺ変調方式と、を適用した場合の伝送後の波形を示唆する図である。
【００７７】
この図１５に示唆するグラフから、本発明の光伝送装置の方が従来の光伝送装置よりも、良好なアイ開口が得られることが判明した。なお、良好なアイとは、図１５に示唆するグラフにおいて、０レベルと１レベルとのそれぞれのばらつき具合が小さいことを示唆する。
【００７８】
伝送後のペナルティを比較するために、従来の光伝送装置と、本発明の光伝送装置と、の伝送後のアイ開口面積の劣化量を図１６に示唆する。これより、本発明の光伝送装置の方が従来の光伝送装置よりも、アイ開口面積の劣化量が小さいことが判明した。以上により、本発明の光伝送装置の妥当性をシミュレーションにより検証することができた。
【００７９】
なお、上述する実施例は、本発明の好適な実施例であり、上記実施例のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。例えば、本発明にかかる光送信装置は、光波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムに適用でき、特定のチャネルのみにも適用可能となる。なお、ＷＤＭ伝送システムのシステム構成としては、上記各実施例における光送信装置と、その光送信装置から送信されたＤＰＳＫ信号を受光して複号する光受信装置と、その光送信装置と、光受信装置と、の間を接続するための光ファイバと、を有して構成されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明にかかる光伝送システムに適用される光伝送装置の構成を示唆するブロック図であり、図の実線は、光信号を示唆し、点線は電気信号を示唆する。
【図２】本発明にかかる光伝送装置においてＮＲＺ（ＮＯＮ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）変調により出力される波形を示唆する図であり、（ａ）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）の出力波形を示唆し、（ｂ）は、偏波変調器（２００）の出力波形を示唆する図である。
【図３】本発明にかかる光伝送装置においてＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）変調により出力される波形を示唆する図であり、（ａ）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）の出力波形を示唆し、（ｂ）は、偏波変調器（２００）の出力波形を示唆する図である。
【図４】隣接するビット間（隣接信号間）の符号間干渉の影響の違いを示唆するグラフであり、（ａ）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されたＤＰＳＫ信号の波形を示唆し、（ｂ）は、偏波変調器（２００）から出力されたＤＰＳＫ信号の波形を示唆する図である。
【図５】ＰＤＬによる劣化の影響の一例を示唆する図であり、（ａ）は、ＤＰＳＫ信号の複号を説明するための図であり、（ｂ）は、隣接するビット間同士のＤＰＳＫ信号がＰＤＬの影響を受けた場合の複号を示唆し、（ｃ）は、隣接するビット間の一方のＤＰＳＫ信号がＰＤＬの影響を受けた場合の複号を示唆する図である。
【図６】第２の実施例における光送信装置の構成を示唆する図である。
【図７】第３の実施例における光送信装置の構成を示唆する図である。
【図８】第４の実施例における光送信装置の構成を示唆する図である。
【図９】第４の実施例における光送信装置における出力波形を示唆する図であり、（ａ）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）から出力されるＤＰＳＫ信号が偏波保存でないファイバ（５０２）に入力された状態の波形を示唆し、（ｂ）は、偏波コントローラ（６００）が（ａ）の波形を調整した後の状態の波形を示唆する。
【図１０】第５の実施例における光送信装置の構成を示唆する図である。
【図１１】第５の実施例における光送信装置における出力波形を示唆する図であり、（ａ）は、ＤＰＳＫ発生装置（１００）の出力波形を示唆し、（ｂ）は、強度変調器（２０２）の出力波形を示唆し、（ｃ）は、強度変調器（２０３）の出力波形を示唆し、（ｄ）は、ＰＢＳ（４１）の出力波形を示唆する図である。
【図１２】本発明にかかる光送信装置を用いた光伝送システムのシミュレーションモデルを示唆する図である。
【図１３】図１２に示唆するシミュレーションモデルの分散補償（分散マップ）を示唆する図である。
【図１４】図１２に示唆する光ファイバ（ＳＭＦ）のパラメータを示唆する図である。
【図１５】ＤＰＳＫ−ＮＲＺ変調方式と、ＤＰＳＫ−ＲＺ変調方式と、を用いた場合の従来の光送信装置（従来）と本発明の光送信装置（本発明）と、の伝送後の波形を示唆する図である。
【図１６】従来の光伝送装置（従来）と、本発明の光伝送装置（本発明）と、の伝送後のアイ開口面積の劣化量を示唆する図である。
【符号の説明】
【００８１】
１、２    光カプラ
４０    ファラデーミラー
４１    偏光ビームスプリッタＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）
１００    ＤＰＳＫ発生装置
２００    偏波変調器
２０２、２０３    強度変調器
３００    ＣＤＲ（Ｃｌｏｃｋ  Ｄａｔａ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）
３０１    Ｄｅｌａｙ回路
３０２    ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）
５００、５０３    偏波保存ファイバ
５０２    偏波保存でないファイバ
６００    偏波コントローラ
８００    １ビットＤｅｌａｙ回路
９０    電気信号
９１、９３    交番信号
ＬＤ    光源
Ｔｘ    Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ
Ｐｒｅ−ＤＣＦ、Ｐｏｓｔ−ＤＣＦ、ＤＣＦ    分散補償ファイバ
ＤＭＵＸ  ＢＰＦ    Ｄｅｍｕｘ  Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ
ＳＭＦ    Ｓｉｎｇｌｅ  Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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