(57)【要約】ＳＢＳ抑圧を有する光信号を発生する光送信器および方法を記載する。本発明に係るＳＢＳ抑圧を有する光送信器は、ＳＢＳ抑圧信号を発生する信号発生器を含む。レーザはＡＭノイズを有する線幅拡張光信号を発生する。信号プロセッサはＳＢＳ抑圧信号から改良ＳＢＳ抑圧信号を発生する。変調器は、ＡＭノイズを有する線幅拡張光信号をペイロード変調信号および改良ＳＢＳ抑圧信号により変調して、ＳＢＳ抑圧および低減ＡＭノイズを有するペイロード変調光信号を発生する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＢＳ抑圧を有する光送信器において、
ＳＢＳ抑圧信号を出力に発生する信号発生器と、
信号発生器の出力に電気的に結合される電気入力を有するレーザであって、前記ＳＢＳ抑圧信号によって拡張される線幅を有し、かつＡＭノイズを有する光信号を出力に発生するレーザと、
前記信号発生器の前記出力に電気的に結合される電気入力を有する信号プロセッサであって、改良ＳＢＳ抑圧信号を出力に発生する信号プロセッサと、
前記レーザの前記出力に光学的に結合され、かつ前記信号プロセッサの前記出力に電気的に結合される変調器であって、前記光信号をペイロード変調信号および前記改良ＳＢＳ抑圧信号により変調し、それによってＳＢＳ抑圧を有するペイロード変調光信号を発生する変調器で、前記改良ＳＢＳ抑圧信号が前記ペイロード変調光信号の前記ＡＭノイズを低減するように構成された変調器と、
を備えた光送信器。
【請求項２】
前記ペイロード変調光信号のＡＭノイズが実質的に除去される、請求項１に記載の送信器。
【請求項３】
前記信号発生器は、前記光信号の線幅を拡張するノイズ信号を発生するノイズ源を含む、請求項１に記載の送信器。
【請求項４】
前記信号発生器は、前記光信号の線幅を拡張する擬似ランダムシーケンスを発生する擬似ランダムシーケンス源を含む、請求項１に記載の送信器。
【請求項５】
前記信号発生器は、前記光信号の線幅を拡張するコヒーレントな信号を発生するコヒーレント信号源を含む、請求項１に記載の送信器。
【請求項６】
前記信号発生器は、前記光信号の線幅を拡張する変調信号を発生する変調器を含む、請求項１に記載の送信器。
【請求項７】
前記信号発生器は前記ＳＢＳ抑圧信号の帯域幅を制限するフィルタを含む、請求項１に記載の送信器。
【請求項８】
前記レーザは前記光信号を発生するダイオードレーザを含む、請求項１に記載の送信器。
【請求項９】
前記レーザは前記光信号を発生するファイバレーザを含む、請求項１に記載の送信器。
【請求項１０】
前記レーザの前記電気入力に電気的に結合されるレーザバイアス電源であって、前記レーザを駆動するバイアス電流を発生するレーザバイアス電源をさらに備えた、請求項１に記載の送信器。
【請求項１１】
前記信号プロセッサは前記ＳＢＳ抑圧信号の位相をシフトする、請求項１に記載の送信器。
【請求項１２】
前記信号プロセッサは前記ＳＢＳ抑圧信号の振幅を変化させる、請求項１に記載の送信器。
【請求項１３】
前記改良ＳＢＳ抑圧信号は前記ＳＢＳ抑圧信号の反転複製を含む、請求項１に記載の送信器。
【請求項１４】
前記ＳＢＳ抑圧信号の前記反転複製は、前記ＳＢＳ抑圧信号に対して位相をシフトされる、請求項１３に記載の送信器。
【請求項１５】
前記ＳＢＳ抑圧信号の前記反転複製は、前記ＳＢＳ抑圧信号に対して振幅をスケーリングされる、請求項１３に記載の送信器。
【請求項１６】
前記変調器は前記光信号を利得変調する増幅器を含む、請求項１に記載の送信器。
【請求項１７】
前記増幅器は半導体光増幅器を含む、請求項１６に記載の送信器。
【請求項１８】
前記変調器は電界吸収型変調器を含む、請求項１に記載の送信器。
【請求項１９】
前記変調器はマッハ−ツェンダ干渉計変調器を含む、請求項１に記載の送信器。
【請求項２０】
前記変調器の変調入力に電気的に結合された出力を有する変調信号発生器であって、前記ペイロード変調信号を発生する変調信号発生器をさらに備えた、請求項１に記載の送信器。
【請求項２１】
前記信号発生器は、前記ペイロード変調信号の信号帯域幅内にある信号帯域幅を有するＳＢＳ抑圧信号を発生する、請求項１に記載の送信器。
【請求項２２】
前記信号発生器は、前記ペイロード変調信号の信号帯域幅の外側にある信号帯域幅を有するＳＢＳ抑圧信号を発生する、請求項１に記載の送信器。
【請求項２３】
ＳＢＳ抑圧を有する変調光信号を発生する方法であって、
ＳＢＳ抑圧信号を発生すること、
光信号を前記ＳＢＳ抑圧信号により変調し、よってＡＭノイズを有する線幅拡張光信号を発生すること、
前記ＳＢＳ抑圧信号から改良ＳＢＳ抑圧信号を発生すること、および
前記線幅拡張光信号をペイロード変調信号および前記改良ＳＢＳ抑圧信号により変調し、よってＳＢＳ抑圧を有するペイロード変調光信号を発生し、前記改良ＳＢＳ抑圧信号がＳＢＳ抑圧を有する前記ペイロード変調光信号の前記ＡＭノイズを低減するようにしたこと、
を含む方法。
【請求項２４】
ＳＢＳ抑圧を有する前記ペイロード変調光信号の前記ＡＭノイズが実質的に除去される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ＳＢＳ抑圧信号の前記発生が、前記光信号の線幅を拡張するノイズ信号を発生することを含む、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記ＳＢＳ抑圧信号の前記発生が、前記光信号の線幅を拡張する帯域幅制限ノイズ信号を発生することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記ＳＢＳ抑圧信号の前記発生が、前記光信号の線幅を拡張する擬似ランダムシーケンスを発生することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記ＳＢＳ抑圧信号の前記発生が、前記光信号の線幅を拡張する少なくとも一つのコヒーレントな信号を発生することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記ＳＢＳ抑圧信号の前記発生が、前記光信号の線幅を拡張する信号を変調することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記ＳＢＳ抑圧信号の前記発生が、前記ペイロード変調信号の帯域幅内の信号帯域幅を有するＳＢＳ抑圧信号を発生することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
前記ＳＢＳ抑圧信号の前記発生が、前記ペイロード帯域幅の外側の信号帯域幅を有するＳＢＳ抑圧信号を発生することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
前記改良ＳＢＳ抑圧信号の前記発生が、前記ＳＢＳ抑圧信号の位相をシフトすることを含む、
請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
前記改良ＳＢＳ抑圧信号の前記発生が、前記ＳＢＳ抑圧信号を反転することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３４】
前記改良ＳＢＳ抑圧信号の前記発生が、前記ＳＢＳ抑圧信号の振幅を変化させることを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３５】
線幅拡張変調光信号のＡＭノイズを低減する方法であって、
線幅拡張信号を発生すること、
光信号を前記線幅拡張信号により変調し、よってＡＭノイズを有する線幅拡張光信号を発生すること、
前記線幅拡張信号から改良線幅拡張信号を発生すること、および
前記線幅拡張光信号を前記改良線幅拡張信号により変調し、よって線幅拡張変調光信号を発生し、前記改良線幅拡張信号が前記線幅拡張変調光信号の前記ＡＭノイズを低減するようにしたこと、
を含む方法。
【請求項３６】
前記変調線幅拡張信号のＡＭノイズが実質的に除去される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記改良線幅拡張信号の前記発生が、前記線幅拡張信号を反転することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記改良線幅拡張信号の前記発生が、前記線幅拡張信号の位相をシフトすることを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
ＳＢＳ抑圧信号を発生するための手段と、
光信号を前記ＳＢＳ抑圧信号により変調し、よってＡＭノイズを有する線幅拡張光信号を発生するための手段と、
前記ＳＢＳ抑圧信号から改良ＳＢＳ抑圧信号を発生するための手段と、
前記線幅拡張光信号をペイロード変調信号および前記改良ＳＢＳ抑圧信号により変調し、よってＳＢＳ抑圧を有するペイロード変調光信号を発生するための手段であって、前記改良ＳＢＳ抑圧信号がＳＢＳ抑圧を有する前記ペイロード変調光信号のＡＭノイズを低減するようにした手段と、
を備えた光送信器。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（発明の背景）
光ファイバ通信システムは、光ファイバを使用して情報を伝送する光波システムである。光ファイバ通信システムは、光送信器、光受信器、および光送信器と光受信器との間で情報を伝搬する伝送媒体を含む。光ファイバ通信システム用の光送信器は、光信号を生成する半導体レーザならびにデータまたは音声情報で光信号を変調する光変調器のような光源を含む。変調された光信号は、光ファイバのような伝送媒体を介して、光受信器に伝送される。光受信器は伝送された光信号を検出し、該光信号を処理して、データまたは音声情報を含む電気波形にする。
【０００２】
光ファイバ通信システムは今や幅広く展開されている。近年、インターネット、高速データリンク、映像サービス、ワイヤレスサービス、およびＣＡＴＶのような比較的新しい通信サービスは結果的に、より高い情報データレートの必要性を劇的に高めてきた。通信システムの総データスループットレートは、個々のデータチャネルの帯域幅を増加することによって、またはデータチャネルの数を増加することによって、増加することができる。
【０００３】
加えて、今日の多くの光ファイバ通信システムは、高データレートで長距離にわたってデータを伝送するように構築されている。さらに、そのようなシステムは現在、データの伝送に関連する資本および運転コストを低減するために、中継器を使用することなく、これらの長距離にわたってデータおよび音声を伝送するように構築されている。これらの高いデータレートおよび長い伝送距離を達成するために、比較的狭い線幅を有する光信号を、比較的高い強度で送信しなければならない。
【０００４】
受信器で検出されるノイズは、個々のチャネルの帯域幅が増大するにつれて増大する。個々のチャネルの帯域幅が増大するにつれて、受信器における信号対雑音比を維持するために、送信されるキャリア信号の光パワーの量を増大しなければならない。しかし、狭い線幅でパワーを増大したキャリア信号を使用して達成することのできる伝搬距離は、誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ）として知られる物理的効果によって厳しく制限される。
【０００５】
誘導ブリルアン散乱とは、前進光波を前進光波に対して周波数シフトした後進光波に変換する誘導散乱プロセスである。光ファイバ材料自体の音響モードの振動励振と光信号の入射光子とによって発生する音響フォノン間の結合のため、光ファイバ内で後方散乱が発生する。
【０００６】
音響フォノンおよび光子は、入射光信号の後方散乱および周波数シフトを生じる、過渡格子を発生させる。一般的に使用される光通信ファイバの場合、周波数シフトは一般的に約１０〜１００ＭＨｚの間である。誘導ブリルアン散乱もまた複数の周波数シフトを引き起こす。加えて、光伝播パワーが充分に高い場合、ＳＢＳは光ファイバを永久的に破損するおそれがある。
【０００７】
比較的高い強度および狭い線幅を有する光信号の伝送品質は、ＳＢＳの効果を低減することによって改善することができる。伝送品質の向上は、データおよび音声サービス提供者が光信号のパワーレベルを増加し、したがって中継器間の彼らの通信リンクの可能な伝搬距離を増大することを可能にする。その結果として、ＳＢＳの効果を低減することにより、データおよび音声情報を送信する１ビット当たりのコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を、詳細な説明で具体的に説明する。本発明の上記およびさらなる利点は、添付の図面と併せて以下の記述を参照することによって、いっそう良く理解することができる。様々な図において、同様の番号は、同様の構造的要素および特徴を示す。図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、むしろ発明の原理を強調して示す。
【０００９】
（詳細な説明）
通信に使用される光ファイバは、一部の光ファイバでは〜１ｍＷもの低い光信号パワーレベルで誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ）を示す。ＳＢＳを引き起こすしきい光パワーは、次式によって表わすことができる。
【００１０】
【数１】
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ここでパラメータαは光ファイバの吸収を表わし、パラメータＧＢはピーク利得を表わし、それは通信に使用される狭帯域信号の場合約５×１０−１１ｍ／Ｗである。入射光信号の帯域幅が増加すると、ピーク利得は低下する。例えば、５０μｍ２の実効面積を有し、かつα≒０．２ｄＢ／ｋｍの吸収係数αを有する光ファイバは、約２０ｋｍの光ファイバの長さに対し約２．４ｍＷとなる、ＳＢＳを引き起こすしきい光パワーレベルを示す。
【００１１】
しきい光パワーをこえる光パワーレベルは、ＳＢＳが光ファイバを通して伝送できるパワーを制限するまで、ＳＢＳを急速に上昇させる。ＳＢＳが光ファイバを通して伝送できるパワーを制限すると、光ファイバを前方に伝送されるパワーは、入射光信号のパワーとはほとんど無関係になる。
【００１２】
光ファイバにおけるＳＢＳを抑圧する一つの方法は、ＳＢＳを抑圧する再帰的位相偏移をかけるために、時間と共に光信号の位相角を変化させることである。ＳＢＳを抑圧する別の方法は、複数の周波数を有するキャリア波形を使用することによって、実効光源線幅を増大することである。例えば、実効光源線幅を増大するうなり周波数を発生させる、わずかに異なる波長を持つ二つの縦光モードを発生するように、単一光源を構成することができる。
【００１３】
ＳＢＳを抑圧する別の方法は、拡幅光信号をノイズ源により変調することによって、光源の線幅を増大させることである。ノイズ源は周波数または位相変調することができる。ノイズの帯域幅および／または光変調指数を制御して、拡幅光信号に対し望ましい線幅を提供する。たとえばＳＢＳを抑圧する一つの方法は、白色ノイズを発生し、予め定められた周波数帯域を有する白色ノイズの成分を抽出することである。次いで、白色のイズの該成分を光源のバイアス電流に重畳して、光源の線幅を広げる。
【００１４】
ＳＢＳを抑圧する別の方法は、光源の線幅を増大させるために光源をディザ信号で調整することである。例えば、ＳＢＳを抑圧する一つの方法は、外部変調器付き共振空洞分布帰還（ＤＦＢ）レーザを使用して、ディザ信号を光信号に重畳する。この方法は、比較的複雑かつ高価なレーザを必要とするので、望ましくない。
【００１５】
光源の線幅を増大するこれらの方法は、関心のある周波数帯域の残留信号またはノイズを発生させ、あるいは相互変調周波数積としての残留信号またはノイズを発生させる、望ましくない効果をもたらすおそれがある。これらの望ましくない残留信号またはノイズは、関心のある周波数帯域の外側の周波数を有するレーザバイアス駆動信号にディザ信号を加えることによって、低減または除去することができる。しかし、現代の広帯域光通信システムは一般的に、これらの残留信号またはノイズを低減するために、マイクロ波周波数のディザ信号を使用する必要がある。そのようなマイクロ波ディザ信号発生器を通信システムに含めることは、システムの総コストを著しく増大するおそれがあり、かつ望ましくない電磁干渉を引き起こすおそれがあるので、望ましくない。
【００１６】
本発明の方法および装置は、光信号の線幅を増大することによって、かつ振幅変調（ＡＭ）ノイズを低減することによって、光ファイバ伝送システムのＳＢＳを抑圧する。誘導ブリルアン散乱の抑圧は、単一のコヒーレントなディザトーン、または光信号の線幅を増大するノイズ、擬似ランダムノイズシーケンスのような信号の任意の組合せとすることのできる、ＳＢＳ抑圧信号を発生することによって、または他の線幅増大技術によって達成される。ＳＢＳ抑圧信号は、データ伝送帯域幅の内または外側の帯域幅を持つことができる。ＡＭノイズの低減は消去信号を変調することによって達成される。
【００１７】
図１は、本発明に従って光信号の帯域幅を増大することによって、かつ振幅変調ノイズを低減することによって、ＳＢＳを低減する光送信器１００のブロック図を示す。用語「光送信器」はここでは、伝送媒体を通して伝送するための光信号を生成する全ての装置（源、変調器、増幅器、およびプロセッサ）を意味するものと定義する。送信器１００は、出力１０４に光信号を発生するレーザ１０２を含む。レーザ１０２は、適切な光信号を発生しかつ電気バイアス制御信号に応答する、任意の方のレーザとすることができる。
【００１８】
光送信器１００は、レーザ１０２のバイアス入力１１０に電気的に結合される出力１０８を有する、レーザバイアス電源１０６を含む。レーザバイアス電源１０６は、レーザ１０２が所望の波長および所望のパワーレベルの光信号を出射するように、適切な動作点でレーザ１０２をバイアスさせるバイアス信号を、出力１０８に発生する。一実施形態では、レーザ１０２によって発生される光信号の波長および／またはパワーを制御するために、検出器（図示せず）がレーザ１０２を監視し、レーザバイアス電源１０６によって発生されるバイアス信号を変化させるのに使用される帰還信号を発生する。
【００１９】
光送信器１００はまた、第一出力１１４および第二出力１１６にＳＢＳ抑圧信号を発生する、ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２をも含む。ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２は、レーザ１０２によって発生される光信号の線幅を拡張する信号を発生する。本発明に係るＳＢＳ抑圧信号発生器は、光信号の線幅を拡張する任意の型の信号を発生することができる。光信号の線幅を拡張することが知られている多数の型の信号がある。例えば、ＳＢＳ抑圧信号は、ランダムノイズ、擬似ランダムノイズ、および離散トーンを含むことのできる広範囲の周波数スペクトルを含むことができる。
【００２０】
ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２は、レーザ１０２によって発生される光信号の線幅を拡張する信号を発生する、任意の型の信号発生器とすることができる。例えば、ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２は、ランダムノイズ源、擬似ランダムシーケンス源のような確定的ノイズ源、ディザ信号発生器、またはコヒーレント信号源を含むことができる。一実施形態では、ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２は、ＳＢＳ抑圧信号の帯域幅を制限するフィルタ（図示せず）を含む。一実施形態では、ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２は、光信号の線幅を拡張する変調信号を発生する変調器（図示せず）を含む。ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２の例示的実施形態を、図２に関連して説明する。
【００２１】
ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２の第一出力１１４は、レーザバイアス電源１０６の入力１１８に電気的に結合される。送信器１００はまた、レーザ１０２の出力１０４に光学的に結合される光変調器１２０をも含む。光変調器１２０は、レーザ１０２によって発生された光信号を変調する。本発明は、外部変調を使用する実施形態により説明する。しかし、本発明は任意の型の変調により実施することができる。
【００２２】
光変調器１２０は、電気変調信号に応答する任意の型の光変調器とすることができる。一実施形態では、光変調器１２０は電界吸収型変調器である。別の実施形態では、光変調器１２０はマッハツェンダ型干渉計変調器である。さらに別の実施形態では、光変調器１２０は、半導体光増幅器（ＳＯＡ）または他の利得変調装置のような光利得変調器である。
【００２３】
変調信号発生器１２２は、出力１２４にペイロード変調信号を発生する。一部の実施形態では、変調信号発生器１２２は、適切な動作点で光変調器１２０にバイアスを掛けるＤＣバイアスオフセット電圧をも発生する。図１に示した実施形態では、別個のＤＣバイアス電圧電源１２８の出力１２６は、光変調器１２０のバイアス入力１３０に電気的に結合される。
【００２４】
光送信器１００はまた、ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２の出力１１６に電気的に結合される入力１３４を有する、信号プロセッサ１３２をも含む。信号プロセッサ１３２は、ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２によって発生されたＳＢＳ抑圧信号を処理し、改良ＳＢＳ抑圧信号を出力１３６に生じる。改良ＳＢＳ抑圧信号は、レーザ１０２によって発生される光信号の線幅を拡張するのに使用される、ＳＢＳ抑圧信号によって引き起こされる振幅変調（ＡＭ）ノイズを低減または抑制するのに使用される信号である。しかし、改良ＳＢＳ抑圧信号は、光信号の所望の線拡張を維持する。用語「ＡＭノイズ」はここでは、望ましくない振幅変調または残留信号を意味するものと定義する。
【００２５】
加算回路１４０は、変調信号発生器１２２によって発生されるペイロード変調信号を、信号プロセッサ１３２によって発生される改良ＳＢＳ抑圧信号と合成するために使用される。図１に示す実施形態では、変調信号発生器１２２の出力１２４は、加算回路１４０の第一入力１４２に電気的に結合される。信号プロセッサ１３２の出力１３６は、加算回路  １４０の第二入力１４４に電気的に結合される。加算回路１４０の出力１４６は、変調器１２０の入力１４８に電気的に結合される。一部の実施形態では（図示せず）、処理されたＳＢＳ抑圧信号およびペイロード変調信号は、光変調器１２０の異なる入力（図示せず）に電気的に結合される。他の実施形態では、処理されたＳＢＳ抑圧信号およびペイロード変調信号は、図３に示す別個の利得または損失要素に電気的に結合される。
【００２６】
動作中、レーザバイアス電源１０６は、レーザ１０２に所望の波長およびパワーレベルを持つ光信号を発生させるのに充分なレーザバイアス信号を発生する。ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２は、レーザ１０２によって発生される光信号の帯域幅を増大する、ＳＢＳ抑圧信号を発生する。例えば、ＳＢＳ抑圧信号は帯域幅制限ノイズ信号、離散トーン、またはノイズ信号と離散トーンとの組合せとすることができる。一実施形態では、移相器１３８はＳＢＳ抑圧信号の位相をずらす。
【００２７】
レーザバイアス信号はＳＢＳ抑圧信号と合成され、合成された信号は次いで、レーザ１０２の入力１１０に結合される。合成されたレーザバイアス信号およびＳＢＳ抑圧信号はレーザ  １０２を駆動して、増大した帯域幅を有する光信号を出力１０４に発生させる。
【００２８】
信号プロセッサ１３２はＳＢＳ抑圧信号  を処理して、出力１３６に改良ＳＢＳ抑圧信号を発生する。一実施形態では、移相器１３８はＳＢＳ抑圧信号に移相シフトを加え、信号プロセッサ１３２は位相シフトされたＳＢＳ抑圧信号を処理して、改良ＳＢＳ抑圧信号を出力１３６に発生する。一実施形態では、信号プロセッサ１３２はＳＢＳ抑圧信号の位相をずらす。位相シフトは、レーザ１０２によって生成された光信号と、変調器１２０によって変調された光信号との間の位相応答の不完全な一致を補償する、ベクトル消去を達成するために使用することができる。
【００２９】
一実施形態では、改良ＳＢＳ抑圧信号は、ペイロード変調信号の周波数範囲内の信号帯域幅を有する。別の実施形態では、改良ＳＢＳ抑圧信号はペイロード変調信号帯域幅の外側の信号帯域幅を有する。
【００３０】
一実施形態では、改良ＳＢＳ抑圧信号は、ＳＢＳ抑圧信号によって生じる光変調信号のＡＭノイズを低減または実質的に消去する消去信号を含む。例えば一実施形態では、改良ＳＢＳ抑圧信号は相補的ＳＢＳ抑圧信号である。この実施形態では、信号プロセッサ１３２は、ＳＢＳ抑圧信号の反転複製を含む改良ＳＢＳ抑圧信号を発生する。用語「複製」はここでは、ＳＢＳ抑圧信号の適切なベクトル消去を引き起こす信号の厳密または大まかな複写を意味するものと定義する。
【００３１】
別の実施形態では、信号プロセッサ１３２は、レーザ１０２を駆動するために使用されるＳＢＳ抑圧信号に対して位相シフトされた、ＳＢＳ抑圧信号の反転複製を含む改良ＳＢＳ抑圧信号を生成する。さらに別の実施形態では、信号プロセッサ１３２は、レーザ１０２を駆動するために使用されるＳＢＳ抑圧信号に対して振幅がスケーリングされたＳＢＳ抑圧信号の反転複製を含む、改良ＳＢＳ抑圧信号を発生する。
【００３２】
他の実施形態では、信号プロセッサ１３２は、ＳＢＳ抑圧信号の数学的変形である信号を含む、改良ＳＢＳ抑圧信号を発生する。一部の実施形態では、数学的変形は、ＳＢＳ抑圧信号のベクトル消去を引き起こすように選択される。  他の実施形態では、数学的変形は、レーザ１０２および／または変調器１２０によって引き起こされる変調の非線形製を補償する、予歪を生じるように選択される。さらに他の実施形態では、信号プロセッサ１３２は、ＳＢＳ抑圧信号の調波を有する信号を含む、改良ＳＢＳ抑圧信号を発生する。
【００３３】
加算回路１４０は、ペイロード変調信号と改良ＳＢＳ抑圧信号を合成し、合成された信号を変調器１２０の入力１４８に加える。光変調器１２０は、レーザ１０２によって発生された光信号を合成信号により変調する。結果的に得られる変調光信号では、ＳＢＳ抑圧信号のＡＭノイズ部は低減または実質的に消去される。
【００３４】
熱的に発生するノイズ信号を含むＳＢＳ抑圧信号発生器１１２を使用することによって、実験結果を得た。これらの実験結果は、２０ｋＨｚに帯域幅制限されたノイズの場合、１０ｄＢを超えるＡＭノイズの抑制が達成可能であることを示している。実験結果はまた、離散電気トーン発生器を含むＳＢＳ抑圧信号発生器１１２を使用することによっても得られた。これらの実験結果は、単一の９ｋＨｚトーンを注入したときに、２０ｄＢのＡＭノイズ抑制が達成可能であることを示している。実験結果は、ＡＭノイズ抑制が、所望の周波数拡張を生じるために必要である印加される信号パワーレベルに対して、光受信器で検出されるＡＭノイズを無視できるレベルまで低減するのに充分であることを示している。
【００３５】
図２は、本発明に従って光信号の線幅を増大するＳＢＳ抑圧信号を発生する、ＳＢＳ抑圧信号発生器２００の実施形態のブロック図を示す。ＳＢＳ抑圧信号発生器２００は、出力２０４にノイズ信号を発生するノイズ源２０２を含む。図示した実施形態では、ノイズ源２０２はツェナダイオードノイズ源である。しかし、多くの他のノイズ源を使用することができる。他の実施形態では、信号発生器（図示せず）は、ＳＢＳ抑圧信号を生成するために使用される、単一周波数または多周波数波形を発生するために使用される。これらの実施形態では、ＳＢＳ抑圧信号発生器２００は、ＳＢＳ抑圧信号を発生するために使用される、正弦波、ランプ、または他の波形のような波形を生成することができる。
【００３６】
ノイズ源２０２の出力２０４は、電圧増幅器２０８の入力２０６に容量結合される。電圧増幅器２０８は、ノイズ信号をＳＢＳ抑圧に適した信号レベルに増幅する。電圧増幅器２０８の出力２１０は、低域フィルタ２１４の入力２１２に電気的に結合される。低域フィルタ２１４は、低域フィルタ２１４の特定のカットオフ周波数より下の周波数成分を有するノイズ信号の部分を通過させる。低域フィルタ２１４の出力２１６は、高域フィルタ２２０の入力２１８に電気的に結合される。高域フィルタ２２０は、高域フィルタ２２０のカットオフ周波数より上の周波数成分を有する、低域フィルタ通過ノイズ信号の部分を通過させる。
【００３７】
低域フィルタ２１４が５０ｋＨｚの四次バタワースフィルタを含み、高域フィルタ２２０が１ｋＨｚに調整された二次バタワースフィルタを含む、ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２（図１）の実施形態の実験データを、図６および７に示す。
【００３８】
図３は、本発明に従ってＳＢＳを抑圧した光信号を発生するために使用できる、統合光送信器サブアセンブリ３００の実施形態を示す。一実施形態では、送信器サブアセンブリ３００は光電子集積回路である。別の実施形態では、送信器サブアセンブリ  ３００は離散コンポーネントを含む。
【００３９】
図１および図３を参照すると、送信器サブアセンブリ３００は、適切な波長およびパワーレベルの光信号を出力３０４に発生する、レーザダイオード３０２を含む。レーザダイオード３０２の入力３０８は、ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２の出力１１４によって駆動される、レーザバイアス電源１０６の出力１０８に電気的に結合される。
【００４０】
一実施形態では、送信器サブアセンブリ３００は、出力３０７に帰還信号を発生するバックファセットダイオード検出器３０６を含む。帰還信号は、レーザ３０２によって発生される光信号の波長および／またはパワーを制御するために、レーザバイアス電源１０６によって発生されるバイアス信号を変化させるために使用することができる。
【００４１】
送信器サブアセンブリ３００はまた、ファブリ−ペローまたは進行波半導体増幅器のようなＳＯＡダイオード３１０をも含む。ＳＯＡダイオード３１０はレーザダイオード３０２の出力３０４に光学的に結合される。ＳＯＡダイオード  ３１０の入力３１２は、信号プロセッサ１３２の出力１３６と、所望の動作点でＳＯＡダイオード３１０にバイアスを掛けるために使用されるＳＯＡバイアス電源（図１には図示せず）の出力とに電気的に結合される。ＳＯＡダイオード３１０は、ＳＢＳ抑圧信号によって利得変調された光信号を出力３１４に発生する、インライン光増幅器である。
【００４２】
送信器サブアセンブリ３００はまた、ＳＯＡダイオード３１０の出力３１４に光学的に結合される、電界吸収（ＥＡ）ダイオード  ３１６をも含む。ＥＡダイオード３１６の入力３１８は、変調信号発生器１２２の出力１２４、および変調バイアス電源１２８の出力１２６  に電気的に結合される。
【００４３】
送信器サブアセンブリ３００の動作は、図１に関連して記述した光送信器１００の動作と同様である。図１および図３を参照すると、レーザバイアス電源１０６は、レーザダイオード３０２に所望の波長およびパワーレベルを持つ光学信号を発生させるのに十分な、レーザバイアス信号を発生する。ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２は、レーザダイオード３０２によって発生される光信号の帯域幅を増大させる、ＳＢＳ抑圧信号を発生する。レーザバイアス信号およびＳＢＳ抑圧信号は、レーザダイオード３０２の入力３０８に加えられる。レーザダイオード３０２は、増大した帯域幅を有する光信号を出力３０４に発生する。
【００４４】
信号プロセッサ１３２はＳＢＳ抑圧信号を処理して、改良ＳＢＳ抑圧信号を出力１３６に発生する。一実施形態では、改良ＳＢＳ抑圧信号は、図１に関連して記述したように、ＳＢＳ抑圧信号によって引き起こされる、光変調信号の望ましくないＡＭノイズを低減または実質的に消去する消去信号を含む。信号プロセッサ１３２の出力１３６は、ＳＯＡダイオード３１０の入力３１２に加えられる。ＳＯＡバイアス電源（図示せず）は、所望の利得変調を生じる動作点でＳＯＡダイオード３１０にバイアスを掛けるバイアス信号を発生する。バイアス信号はＳＯＡダイオード３１０の入力３１２に加えられる。ＳＯＡダイオード３１０は、改良ＳＢＳ抑圧信号によって利得変調された増幅光信号を出力３１４に発生する。
【００４５】
ＥＡダイオード３１６は、変調バイアス電源１２８の出力１２６に発生される、変調バイアス信号によってバイアスが掛けられる。ＥＡダイオード３１６は、改良ＳＢＳ抑圧信号によって利得変調された増幅光信号を、変調信号発生器１２２によって発生される変調ペイロード信号により偏重する。ＥＡダイオード３１６は、出力３２０にペイロード変調信号を発生する。
【００４６】
ペイロード変調信号は、ＳＢＳ抑圧信号によって生成される増大した線幅から結果的に得られるＳＢＳ抑圧を有する。動作信号は改良ＳＢＳ抑圧信号によって利得変調されるので、ペイロード変調信号はＡＭノイズをも低減した。加えて、ＥＡダイオード３１６の全変調度がペイロードに対して利用可能であるので、ペイロード変調信号は比較的高い信号対雑音比を有する。
【００４７】
図４は、本発明に従ってＳＢＳを抑圧した光信号を発生するために使用できる統合光送信器サブアセンブリ３５０の別の実施形態を示す。図４の統合光送信器サブアセンブリ３５０は、図３の統合光送信器サブアセンブリ３００に比較して、より安価に製造することができる。送信器サブアセンブリ３５０は、図３に関連して記述した送信器サブアセンブリ３００と同様である。しかし、光送信器サブアセンブリ３５０は、図３に示すＳＯＡダイオード３１０を含まない。  代わりに、送信器サブアセンブリ３５０のＥＡダイオード３１６が、信号プロセッサ１３２（図１）の出力１３６、変調信号発生器１２２（図１）の出力１２４、および変調バイアス電源１２８（図１）の出力１２６に電気的に結合される。
【００４８】
送信器サブアセンブリ３５０の動作は、図３に関連して記述した送信器サブアセンブリ３００の動作と同様である。図１、図３および図４を参照すると、レーザバイアス電源１０６は、レーザダイオード３０２に所望の波長およびパワーレベルの光信号を発生させるのに充分な、レーザバイアス信号を発生する。ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２は、レーザダイオード３０２によって発生される光信号の帯域幅を増大させる、ＳＢＳ抑圧信号を発生する。レーザバイアス信号およびＳＢＳ抑圧信号は、レーザダイオード３０２の入力３０８に加えられる。レーザダイオード３０２は、増大した帯域幅を有する光信号を出力３０４に発生する。
【００４９】
信号プロセッサ１３２はＳＢＳ抑圧信号を処理して、改良ＳＢＳ抑圧信号を出力１３６に発生する。一実施形態では、改良ＳＢＳ抑圧信号は、本書で記述するようにＳＢＳ抑圧信号によって引き起こされる光変調信号の振幅変調ノイズを低減または実質的に消去する、消去信号を含む。信号プロセッサ１３２の出力は、ＥＡダイオード３１６の入力３１８に加えられる。
【００５０】
ＥＡダイオード３１６は、変調バイアス電源１２８の出力１２６に発生する変調バイアス信号によってバイアスされる。ＥＡダイオード３１６は、レーザダイオード３０２によって発生された光信号を、信号プロセッサ１３２によって発生された改良ＳＢＳ抑圧信号、および変調信号発生器１２２によって発生された変調ペイロード信号により変調する。ＥＡダイオード３１６はペイロード変調信号を出力３２０に発生する。
【００５１】
ペイロード変調信号は、ＳＢＳ抑圧信号によって生成された増大線幅から結果的に生じるＳＢＳ抑圧を有する。光信号は改良ＳＢＳ抑圧信号によって変調されるので、ペイロード変調信号はまたＡＭノイズも低減されている。しかし、ＥＡダイオード３１６の変調度の一部が改良ＳＢＳ抑圧信号を変調するのに使用されるので、ペイロード変調信号は、図３の送信器サブアセンブリ３００によって発生されるペイロード変調信号と比較して、多少低い信号対雑音比を有する。
【００５２】
図５は、本発明に従ってＳＢＳを抑圧した光信号を発生するために使用できる、ファイバレーザ光送信器サブアセンブリ４００の例示的実施形態を示す。送信器サブアセンブリ４００は、図３に関連して記述した送信器サブアセンブリ３００と同様である。しかし、送信器サブアセンブリ４００はファイバレーザ４０２を含む。当業界で周知の多くの型のファイバレーザがある。図５にはファブリ−ペロー型ファイバレーザを示すが、任意の型のファイバレーザを本発明の送信器サブアセンブリ４００と共に使用することができる。
【００５３】
図１および図５を参照すると、ファイバレーザ４０２は、ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２の出力１１４に電気的に結合された、変調入力４０４を有する。レーザバイアス電源（図示せず）は、ファイバレーザ４０２に所望の波長およびパワーレベルを有する光信号を発生させる動作点で、ファイバレーザ４０２にバイアスを掛けるために使用される、レーザバイアス信号を発生する。
【００５４】
送信器モジュール４００はまた、ファブリ−ペローまたは進行波半導体増幅器のような離散ＳＯＡ４０６をも含む。ＳＯＡ４０６の光入力４０８は、ファイバレーザ４０２出力に光学的に結合される。ＳＯＡ４０６の電気入力４１０は、信号プロセッサ１３２の出力１３６と、所望の動作点でＳＯＡ４０６をバイアスするために使用されるＳＯＡバイアス電源（図１に図示せず）の出力とに電気的に結合される。ＳＯＡ４０６は、ＳＢＳ抑圧信号によって利得変調された光信号を出力４１２に発生する、インライン光増幅器である。
【００５５】
送信器モジュール４００はまた、電気光学変調器４１４をも含む。任意の型の電気光学変調器を送信器モジュール４００で使用することができる。例えば、一実施形態では、変調器４１４は電界吸収型変調器である。別の実施形態では、変調器４１４はマッハツェンダ干渉計変調器である。ＳＯＡ４０６の出力４１２は、光変調器４１４の入力４１６に光学的に結合される。変調器４１４の入力４１８は、変調信号発生器１２２の出力１２４および変調バイアス電源１２８の出力１２６に電気的に結合される。
【００５６】
送信器モジュール４００の動作は、図３に関連して記述した送信器サブアセンブリ３００の動作と同様である。図１および図５を参照すると、ファイバレーザ４０２は所望の波長およびパワーレベルの光信号を発生する。ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２はＳＢＳ抑圧信号を発生する。次いでＳＢＳ抑圧信号は、ファイバレーザ４０２の変調入力４０４に加えられる。ＳＢＳ抑圧信号は光信号の帯域幅を増大させる。
【００５７】
信号プロセッサ１３２はＳＢＳ抑圧信号を処理して、改良ＳＢＳ抑圧信号を出力１３６に発生する。一実施形態では、改良ＳＢＳ抑圧信号は、本書に記述したようにＳＢＳ抑圧信号によって引き起こされる光変調信号のＡＭの伊豆を低減または実質的に消去する消去信号を含む。
【００５８】
信号プロセッサ１３２の出力１３６は、ＳＯＡ４０６の入力４１０に加えられる。ＳＯＡバイアス電源（図示せず）は、所望の利得変調を生じる動作点でＳＯＡ４０６にバイアスを加えるバイアス信号を発生する。バイアス信号はＳＯＡ４０６の入力４１０に加えられる。ＳＯＡ４０６は、改良ＳＢＳ抑圧信号によって変調された増幅光信号を出力４１２に発生する。
【００５９】
変調器４１４は、変調バイアス電源１２８の出力１２６に発生される信号によってバイアスされる。変調器４１４は、改良ＳＢＳ抑圧信号によって利得変調された増幅光信号を、変調信号発生器１２２によって発生される変調ペイロード信号により変調する。変調器４１４はペイロード変調信号を出力４２０に発生する。ペイロード変調信号は、ＳＢＳ抑圧信号によって生じる増大した線幅から結果的に生じるＳＢＳ抑圧を有する。光信号は改良ＳＢＳ抑圧信号によって変調されるので、ペイロード変調信号はＡＭノイズも低減されている。
【００６０】
図６は、ＳＢＳ抑圧補償無しで、本発明に係る光送信器によって発生された光信号を受信する市販のＣＡＴＶ受信器によって発生された、５００ｋＨｚのスパンの周波数スペクトル４５０を示す。図１および図３を参照すると、ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２は、５０ｋＨｚノイズ源によって生成された増幅フィルタ通過ノイズから、ＳＢＳ抑圧信号を発生した。ＳＢＳ抑圧信号をレーザ３０２に加えた。変調信号発生器１２２は単一の３００ＭＨｚキャリアトーン変調信号を発生し、変調信号をＥＡダイオード３１６に加えた。しかし、信号プロセッサ１３２は作動させず、改良ＳＢＳ抑圧信号をＳＯＡ３１０に加えなかった。したがって、ＳＢＳ抑圧は送信器で作動しなかった。
【００６１】
受信信号の光パワーは約−１ｄＢｍであった。図６に示す周波数スペクトル４５０は、ＡＭノイズを振幅変調側波帯として示す。特に、５０ｋＨｚノイズ信号は、図示した５００ｋＨｚのスパンの場合、キャリアの両側にノイズフロアから１０ｄＢより上に明確に視認できる。図７は、光信号におけるＳＢＳ抑圧信号によって生じるＡＭノイズを抑制する能力を示す。
【００６２】
図７は、ＳＢＳ抑圧補償付きで本発明に係る光送信器によって発生された光信号を受信した、市販のＣＡＴＶ受信器によって発生された５００ｋＨｚのスパンの周波数スペクトル５００を示す。光信号を発生した光送信器は、図６に関連して記述した光信号を発生した送信器と同一であるが、信号プロセッサが送信器内で作動した。したがって、ＳＢＳ抑圧補償が送信器内で作動した。
【００６３】
図１および図３を参照すると、ＳＢＳ抑圧信号発生器１１２は、図６に関連して記述したＳＢＳ抑圧信号を発生するために使用されたノイズと同レベルの、５０ｋＨｚノイズ源によって生成された増幅フィルタ通過ノイズから、ＳＢＳ抑圧信号を発生した。ＳＢＳ抑圧信号をレーザ３０２に加えた。変調信号発生器１２２は単一の３００ＭＨｚキャリアトーン変調信号を発生し、変調信号をＥＡダイオード３１６に加えた。改良ＳＢＳ抑圧信号がＳＯＡ３１０に加えられるように、信号プロセッサ１３２を作動させた。したがって、ＳＢＳ抑圧が送信器内で作動した。
【００６４】
受信した信号の光パワーは約−１ｄＢｍであった。図７に示した周波数スペクトル５００は、同レベルのノイズを持つ同じ３００ＭＨｚのキャリアを示す。しかし、ＳＯＡ３１０に改良ＳＢＳ抑圧信号を加えることで、ＡＭノイズは実質的に除去された。
【００６５】
（均等物）
本発明を特定の好適な実施形態に関連して詳細に図示しかつ記載したが、本書に明記した発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および細部の様々な変化をそれに施すことができることを、当業者は理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明に従って、光信号の帯域幅を増加し、かつ振幅変調ノイズを低減することによって、ＳＢＳを抑圧する光送信器のブロック図を示す。
【図２】図２は、本発明に従って光信号の線幅を増大するＳＢＳ抑圧信号を発生する、ＳＢＳ抑圧信号発生器の実施形態のブロック図を示す。
【図３】図３は、本発明に従ってＳＢＳを抑圧した光信号を発生するために使用できる、光送信器サブアセンブリの実施形態を示す。
【図４】図４は、本発明に従ってＳＢＳを抑圧した光信号を発生するために使用できる、光送信器サブアセンブリの別の実施形態を示す。
【図５】図５は、本発明に従ってＳＢＳを抑圧した光信号を発生するために使用できる、ファイバレーザ光送信器モジュールの実施形態を示す。
【図６】図６は、ＳＢＳ抑圧補償無しで本発明に係る光送信器によって発生した光信号を受信した、市販のＣＡＴＶ受信器によって発生した５００ｋＨｚスパンの周波数スペクトルを示す。
【図７】図７は、ＳＢＳ抑圧補償付きで本発明に係る光送信器によって発生した光信号を受信した、市販のＣＡＴＶ受信器によって発生した５００ｋＨｚスパンの周波数スペクトルを示す。
【図１】
2006517772.tif 000004
【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】
2006517772.tif 000009
【図７】
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【国際調査報告】
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