(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバに沿って、論理的な１および０レベルを有する光パルスを生成し、かつ伝送するための手段であって、前記光パルスのアイ・ダイアグラムはアイ・マスクを備え、前記論理１レベルよりも前記論理０レベルに近くなるよう配置された平均振幅を有する手段（ＴＸ）と、および前記光ファイバの遠端で前記光パルスを受信するための手段であって、前記アイ・マスク（３３）の振幅特性は、前記パルスの伝送中に生じるノイズの近傍において、前記受信手段における前記論理１および論理０レベルの検出を促進するように取り決められている手段（ＲＸ）とを含む光伝送システム。
【請求項２】
光ファイバに沿って３Ｇｂ／ｓまたはそれ以下の速度で光パルスを生成し、ならびに伝送し、および光ファイバに沿って論理１ならびに論理０レベルを有するための手段であって、そこでは、前記光パルスのアイ・ダイアグラムは、長方形の形状で、かつ前記論理１レベルの０．６５の上限と、前記論理０レベルの０．１５の下限を有するアイ・マスクを含む手段を含む請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記アイ・マスクは、光パルスのピーク振幅位置に中心を持つ時間位置を有する長方形であることを特徴とする請求項１または２に記載の光システム。
【請求項４】
前記アイ・マスクの持続期間は、０．２のアイ・ダイアグラム・ビット間隔であることを特徴とする請求項３に記載の光システム。
【請求項５】
前記光ファイバの遠端において受信される前記パルスは、電気信号に変換され、かつ前の変換手段にＡＣ接続されている閾値決定手段によって検出されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、光伝送システムに関し、およびより特定的には、変調光信号が光ファイバを通して伝送される光伝送システムに関する。変調された光信号が、光ファイバを介した長距離の伝送のため、情報を表す一連のパルスを形成するために、大変高い周波数で変調された振幅であるとき、前記光パルスは、伝送処理によって歪められ、かつ減衰され、および光ファイバの遠端での情報の回復を可能にする減衰および歪みの度合いは、情報が、増幅なく送信されることができる最大距離を決定する。光増幅器は、前記ファイバに沿って間をおいて供給されうるが、これらは、光増幅器によって生じる非同期自然放出ノイズ（asynchronous spontaneous emitted noise）（ＡＳＥ）により、光信号対ノイズ比における減少を生じる。
【０００２】
（背景技術）
ビット・エラー・レート（bit error rate）（ＢＥＲ）が特定の長さのリンクに対して高すぎる場合、本問題は単に、光信号が電気信号に変換され、および再整形される信号再生の間のスパンの長さを減らすことによって、取り組まれてもよい。これによりコストが増えるのは、より多くの再生器の場所が必要となるからであり、およびこれは、単一の光ファイバが、それぞれが異なる波長（色）を持つ多数の個別の光チャネルを搬送する、高密度波長分割多重信号（dense wavelength division multiplex signals）（ＤＷＤＭ）を伝送するシステムのコストならびに複雑さを大いに増やしうる。代替的に、調節可能な決定閾値を有する光ファイバの遠端に光レシーバを供給することができるが、これは、コストならびに複雑さを大いに増やすであろうレシーバの部分的変更を必要とする。
【０００３】
Ｇｅｅらの記事‘Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ａｎ  ＳＣ  Ｄｕｐｌｅｘ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  ｆｏｒ  ２．５Ｇｂｉｔ／ｓ  ｗｉｔｈ  ｃｌｏｃｋ  ａｎｄ  ｄａｔａ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ’Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｅｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  １−４、Ｊｕｎｅ  １９９９、ｐｐ２０１−２０６、ＩＥＥＥは、アイ・マスクが、これらのパルスの２の論理状態に関して中央に配置されている伝送された光パルスのアイ・ダイアグラムを記述している。
【０００４】
本発明は、改良された光伝送システムを供給することを試みる。本発明によれば、光伝送システムは、光ファイバに沿って論理１および０レベルを有する光パルスを生成し、および伝送するための手段であって、そこでは光パルスのアイ・ダイアグラムはアイ・マスクを含み、前記アイ・マスクの平均振幅が、論理１レベルよりも論理０レベルに近いことを特徴とする手段と、および光ファイバの遠端において光パルスを受信するための手段であって、アイ・マスクの振幅特性は、前記パルスの伝送中に生じるノイズに直面して、前記受信手段における論理１ならびに論理０レベルの検出を容易にするように取り決められている手段とを含む。
【０００５】
好ましくは、本システムは、光ファイバに沿って、３Ｇｂ／ｓまたはそれ以下の速度で光パルスを生成し、ならびに伝送し、および論理１ならびに論理０レベルを有するための手段であって、前記光パルスのアイ・ダイアグラムが、長方形の形状であり、かつ論理１レベルの０．６５の上限、ならびに論理０レベルの０．１５の下限を有するアイ・マスクを含む手段を含む。
【０００６】
実際に、実際のビット・レートが２．４８８３２Ｇｂ／ｓである、標準名目ビット・レートは２．５Ｇｂ／ｓであるが、例えば、前方誤り訂正を包括することが望ましいかもしれず、これは、２．５Ｇｂ／ｓの名目値を超えて光パルス・レートを増やす、ビット・ストリームへの追加ビットの挿入を必要とする。３Ｇｂ／ｓの数字は、その名目的、標準的値を超えてビット・レートにおける増加を見込むように選択される。
【０００７】
好ましくは、アイ・マスクは、光パルスのピーク振幅位置に中心を持つ時間位置を有する長方形である。再度好ましくは、アイ・マスクの長さ（持続期間）は、０．２のアイ・ダイアグラム・ビット間隔である。
【０００８】
光ファイバの遠端で受信されるパルスは、好ましくは電気信号に変換され、および前の変換手段にａ．ｃ．接続されている閾値決定手段によって検出される。これは結果として、パルス・プロファイルによって決定される平均パルス・レベルを生む。
【０００９】
（発明を実施するための最良の形態）
図１を参照すると、ｎチャネルのＤＷＤＭ光伝送システムが示されている。本システムは、個別の光トランスミッタ２で生成されるｎの光チャネル１を含む。各光チャネルは、トラフィックならびにオーバーヘッド情報で変調される光信号であり、およびＤＷＤＭシステムにおいては、多数であるｎの光チャネルが供給され、各チャネルは異なる光搬送波波長を有する。隣接する波長は近い間隔でよく、および利用可能なスペクトルにおいて規則的に離れて配置されてもよい。
【００１０】
ｎチャネルがマルチプレクサ３において結合され、そこでは、個別の搬送波波長が保存され、かつ光ファイバ５を通してレシーバのプリ・アンプ６へ、ブースタ増幅器４を介して伝送される。前記光ファイバは、例えば６００キロメートルのオーダーの超長距離伝送システムの一部でもよく、および信号レベルを引き上げるために、任意の光ライン増幅器７，８が必要に応じて供給されてもよい。
【００１１】
受信された光信号は、デマルチプレクサ９に供給され、そこで個別の光搬送波の各々は分離され、および個別のレシーバ１０へと送信され、そこでトラフィックならびにオーバーヘッド情報が要求に応じて回復され、および使用されうる。
【００１２】
各光搬送波は超高周波数を有し、および、例えば２．４８８３２Ｇｂ／ｓ（すなわち名目上２．５Ｇｂ／ｓレート）か、それより高い、大変高い繰り返しレートで光パルスのストリングとしてデータを伝送することができる。光パルスの実際のビット・レートは、追加の誤り修正ビットが、誤り修正の目的でビット・ストリームに挿入される場合、名目値より高くなりうる。１の前方誤り修正技術は、１５／１４の比率だけビット・レートを増すが、代替的な技術が、期待される上限を供給する３Ｇｂ／ｓの値を伴うより大きな、またはより小さい増加を生じさせるかもしれない。このオーダーのビット・レートでは、これらのパルスの形状は、光ファイバ５に沿った伝送中に部分的に変更され、劣化する。この劣化は、光ファイバそのものによって、および信号対ノイズ比に悪影響を及ぼすノイズの非同期自然放出を生成する、使用された光増幅器によって生じうる。これらの効果の各々はノイズ信号およびレシーバにおける増加したビット・エラー・レートを生じさせる。
【００１３】
エラー・ビット・レートを低減させるために、増幅の間のスパンの長さを低減し、かつ光−電気信号変換を伴う再生の前のスパンの数を低減することが提案されてきた。これは、システムのコストを増加させるという欠点を持ち、より多くの再生器の場所が必要となり、多数のチャネルを有するＤＷＤＭアプリケーションにおける再生のコスト・ペナルティが深刻なものになりうる。
【００１４】
代替的に、ビット・エラー・レートを低減させるために、レシーバにおける決定閾値レベルは、最適なビット・エラー・レートを生み出すように適応しているかもしれない。入力電力の様々な値を見込むために閾値レベルを調整するためには、光レシーバにおいて相当の変更が必要となるだろう。
【００１５】
その代わりに、本発明は、伝送光変調と、および伝送パルスの特性に関して選択された固定決定特性を有するレシーバとを利用する。
【００１６】
図２は、レシーバの一部をより詳細に示す。単一のチャネル・レシーバＲＸのみが示されているが、配列は、すべての光チャネルに関して繰り返されるだろう。レシーバＲＸの入力における光は、光−電気デコーダ２０によって検出され、およびその結果のパルス信号は、回路２２をディテクタ２０および増幅器２１へとａ．ｃ．接続するキャパシタ２３を介して決定回路２２へ、固定利得トランスインピーダンス増幅器２１を介して供給される。
【００１７】
トランスミッタによって伝送された光信号のパルス形状は、図３に示されており、それはいわゆるアイ・ダイアグラムを示しており、そこではパルス振幅が時間に対して記されている。論理１パルス形状３０が、論理０パルス形状３１に重ねて示されており、およびパルス形状が、振幅中点３２に関して非対称であること、すなわち、パルスのデューティー・サイクルにおける低減があることがわかる。パルス形状の許容位置は、長方形アイ・マスク３３によって定義され、それは中点３２からずれており、および論理１パルスも論理０パルスも、前記長方形によって定義される領域に入り込まないかもしれないので、この長方形３３は、伝送されるパルスの形状の限界を定める。
【００１８】
名目論理０値が０であり、かつ名目論理１値が１である場合、前記長方形の上位は０．６５の値および下位は０．１５の値を有する。アイ・ダイアグラムの持続期間はＴであり、それは単一のパルス長に対応している。アイ・マスクの持続期間は、０．２Ｔである。
【００１９】
図２において、増幅器２１はキャパシタ２３によって決定回路２２に静電的にａ．ｃ．接続されており、および光−電気信号変換から得られる電気信号は、閾値レベル周辺で決定回路２２の入力においてバイアスをかけられる―これは、閾値レベルならびに入ってくる信号の平均レベルが同じであることを意味する。
【００２０】
光信号のデューティー・サイクルγは
0004408623.tif 000002
であり、ｔ1は、図３に記載の通り、その間は信号がその平均レベルより上である時間であり、Ｔはビット間隔である。
【００２１】
光伝送信号において、論理１を送信する可能性が、通常、論理０を送信する可能性に等しいのは、各記号の可能性０．５を維持するために、伝送の前に信号がスクランブルされるからである。本発明に従った信号プロファイルが図４に記載されており、そこでは、上述の条件に関して、信号の平均値ＶMは、それに関する２の領域４０，４１が等しいものである。
【００２２】
γが５０％よりも低い時に前記２の領域を等しく維持するためには、ΔＶ1はΔＶ0よりも大きくならなければならない。電気信号が、論理１を論理０と区別する決定レベルでバイアスをかけられる場合（それは一般的に、図２に記載されたもののＡＣ接続されたレシーバが一例である場合である）、論理１は伝送された信号の特性を変えることによって、およびレシーバを部分的に変える必要なく、閾値レベルＶMから遠く離される。
【００２３】
電気信号にバイアスをかけるこの方法は自動適応であり、およびそれが入力光電力のバリエーションを受けないのは、信号の平均レベルが変化しないからであり（信号はＡＣ接続されている）、およびピーク・ツウ・ピーク振幅が変化しても、比率ΔＶ1／ΔＶ0が一定であるのは、それがγの値（受信された電力とは独立した、トランスミッタのパラメータ）と関連しているからである。
【図面の簡単な説明】
本発明はさらに、添付の図を参照して例示的に記述される。
【図１】  図１は、光伝送システムを示す。
【図２】  図２は、前記システムの一部をより詳細に示す。
【図３】  図３は、説明の図である。
【図４】  図４は、説明の図である。
【図１】
0004408623.tif 000003
【図２】
0004408623.tif 000004
【図３】
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【図４】
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