(57)【要約】【課題】  光源の位相雑音の影響を低減する。【解決手段】  レーザダイオード（１４）は、駆動回路（１２）により駆動され、パルスレーザ光を発生する。光分波器（１６）はレーザダイオード（１４）の出力パルス光を分割し、第１，第２，第３の分割パルス光をそれぞれ位相変調器（１８−１〜３）に供給し、第４の分割パルス光を光合波器（２４）にパイロット信号光として供給する。タイミング制御装置（２０）は、駆動回路（１２）の駆動信号に同期してデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３をそれぞれ位相変調器（１８−１〜３）に供給する。位相変調器（１８−１〜３）はデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３に従い光分波器（１４）からの分割パルス光の光位相を２値変調する。光遅延器（２２−１〜３）及び光合波器（２４）が、分波器（１６）からのパイロット信号光と位相変調器（１８−１〜３）からの信号光を時分割多重する。【選択図】  図１
2007235821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス光を生成するパルス光生成ステップと、
当該パルス光を複数に分割して複数の分割パルス光を生成する光分波ステップと、
当該複数の分割パルス光の内の少なくとも１つの分割パルス光を除く分割パルス光を送信データに従い変調する変調ステップと、
当該変調ステップで変調された当該分割パルス光と、当該変調ステップで変調されない当該分割パルス光とを時分割多重する多重ステップ
とを具備することを特徴とする光信号発生方法。
【請求項２】
パルス光を生成するパルス光生成ステップと、
当該パルス光を複数に分割して複数の分割パルス光を生成する光分波ステップと、
当該複数の分割パルス光を時分割多重するステップと、
当該複数の分割パルス光の内の少なくとも１つの分割パルス光を除く分割パルス光を送信データに従い変調する変調ステップ
とを具備することを特徴とする光信号発生方法。
【請求項３】
パルス光を生成するパルス光源（１４）と、
当該パルス光を複数に分割して複数の分割パルス光を生成する光分波器（１６）と、
当該複数の分割パルス光の内の少なくとも１つの分割パルス光を除く分割パルス光を送信データに従い変調する変調器（１８−１〜１８−３）と、
当該変調器（１８−１〜１８−３）で変調された当該分割パルス光と、当該変調器（１８−１〜１８−３）で位相変調されない当該分割パルス光とを時分割多重する多重装置（２２−１〜２２−３、２４）
とを具備することを特徴とする光送信装置。
【請求項４】
パルス光を生成するパルス光源（１１４）と、
当該パルス光を複数に分割して複数の分割パルス光を生成する光分波器（１１６）と、
当該複数の分割パルス光を時分割多重する多重装置（１１８−１〜１１８−３，１２０）と、
当該複数の分割パルス光の内の少なくとも１つの分割パルス光を除く分割パルス光を送信データに従い変調する変調器（１２４）
とを具備することを特徴とする光送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号発生方法及び光送信装置に関し、より具体的には、位相変調を使用してデータを伝送する光伝送システムにおける光信号発生方法及び光送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ伝送では、偏波モード分散及び波長分散等の光ファイバ伝送路による影響を避けがたく、これらが、信号品質を劣化させ、受信感度を低下させる。
【０００３】
非特許文献１には、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）信号に対する遅延検波方式が記載されている。ＤＱＰＳＫは、ビット間の位相差で情報を搬送するものであり、直前ビット間の干渉により容易にＡＳＫ（Amplitude Shift keying）信号又はＯＯＫ（On Off Keying）信号に変換でき、そのＡＳＫ信号から既存の復調装置でデータを復調する。この遅延検波方式は、１ビット前の信号を局所発振光とみなして検波していることに相当する。搬送波を再生する必要が無いので、実現性、実用性が高い。しかし，多値変調になると、送信側で複雛なプレコーディングが必要である。また、変調方式の変更への対応が難しいという問題もある。
【０００４】
パイロットキャリアとして、変調信号の帯域の中にキャリア信号を重畳し，再生搬送波をフィルタで切り出す方式も知られている。この方式では、フィルタで搬送波を分離抽出するので、安定受信には、複雑なフィルタ制御系が必要になる。
【０００５】
データを伝送する周波数帯以外にパイロットキャリアを置き、自己へテロダイン検波を行う伝送方式がある。しかし、パイロットキャリアをデータ伝送周波数帯から充分に離す必要があり、周波数利用効率が悪い。
【０００６】
パイロット信号と再生クロック信号を用いる方式が、非特許文献２に記載されている。しかし、この方式には、電気回路での伝送速度の限界がある。
【非特許文献１】R. A. Giffin, R. I. Johnston, R. G. Walker, J. Hall, S. D. Wadsworth, K. Berry, A. C. Carter, M. J. Wale, Jhughes, P. A. Jerram, and N. J. Parsons, "10Gb/s Optical Differential Quadrature Phase Shift Key (DQPSK) Transmission using GaAs/AlGaAs Integration," Proc of OFC2002, FD6, March 2002.
【非特許文献２】B. WANDERNOTH: 1064nm, 565 Mbit/s PSK TRANSMISSION EXPEPIMENT WITH HOMODYNE RECEIVER USING SYNCHRONISATION BITS, ELECTRONICS LETTERS, Vol. 27, No. 19, September 1991.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＤＱＰＳＫは、１シンボル前の信号を位相基準光として用いるので、光源の位相雑音の影響が大きい。また、伝送速度によりその影響の程度が異なる。このため、高価な光源が必要となる。ＤＱＰＳＫでは、複雑な処理のプレコーディングが必須であり、送信装置の構成が複雑になる。
【０００８】
本発明は、位相変調を使用しつつ、位相雑音の影響を低減する光信号発生方法及び光送信装置を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る光信号発生方法は、パルス光を生成するパルス光生成ステップと、当該パルス光を複数に分割して複数の分割パルス光を生成する光分波ステップと、当該複数の分割パルス光の内の少なくとも１つの分割パルス光を除く分割パルス光を送信データに従い変調する変調ステップと、当該変調ステップで変調された当該分割パルス光と、当該変調ステップで変調されない当該分割パルス光とを時分割多重する多重ステップとを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る光信号発生方法は、パルス光を生成するパルス光生成ステップと、当該パルス光を複数に分割して複数の分割パルス光を生成する光分波ステップと、当該複数の分割パルス光を時分割多重するステップと、当該複数の分割パルス光の内の少なくとも１つの分割パルス光を除く分割パルス光を送信データに従い変調する変調ステップとを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る光送信装置は、パルス光を生成するパルス光源と、当該パルス光を複数に分割して複数の分割パルス光を生成する光分波器と、当該複数の分割パルス光の内の少なくとも１つの分割パルス光を除く分割パルス光を送信データに従い変調する変調器と、当該変調器で変調された当該分割パルス光と、当該変調器で変調されない当該分割パルス光とを時分割多重する多重装置とを具備することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る光送信装置は、パルス光を生成するパルス光源と、当該パルス光を複数に分割して複数の分割パルス光を生成する光分波器と、当該複数の分割パルス光を時分割多重する多重装置と、当該複数の分割パルス光の内の少なくとも１つの分割パルス光を除く分割パルス光を送信データに従い変調する変調器とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、同じ光キャリアを使うパイロット信号と被変調信号光を伝送するので、受信装置は、光源の位相雑音の悪影響を受けずに、被変調信号光を受信できる。その結果、高安定な光源を用いなくとも、高感度な受信が可能となる。また、変調フォーマットを柔軟に設定できるので、回線状態に応じて変調方式を変える適応変調などの設計が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調による光伝送システムに適用した本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示し、図２は、本実施例のタイミングチャートを示す。この実施例では、光段階では、２進値の０が相対光位相０で表され、２進数１が相対光位相πで表され、データ光に挿入又は時分割多重するパイロット信号が相対光位相０で表されるものとする。
【００１６】
また、本実施例では、３つのデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３と位相情報を保持するパイロット信号光とを時分割多重して、伝送する。光ファイバ伝送路上の伝送レートをＢ（ｂｐｓ）であり、その１ビット分のタイムスロット長をＴｓとする。
【００１７】
光送信装置１０の駆動回路１２は、周波数Ｂ／４（Ｈｚ）でレーザダイオード１４をパルス駆動し、レーザダイオード１４は、光搬送波となるコヒーレントなパルスレーザ光を発生する。図２（ａ）は、レーザダイオード１４の出力パルス光を示す。
【００１８】
光分波器１６は、レーザダイオード１４の出力レーザパルス光を４分割し、第１，第２，第３の分割パルス光をそれぞれ位相変調器１８−１，１８−２，１８−３に供給し、第４の分割パルス光を光合波器２４にパイロット信号光として供給する。即ち、位相変調器１８−１，１８−２，１８−３には、同じ光キャリアが供給される。
【００１９】
タイミング制御装置２０は、駆動回路１２によるレーザダイオード１４への駆動信号に同期して、データＤ１，Ｄ２，Ｄ３を、それぞれ位相変調器１８−１，１８−２，１８−３に供給する。位相変調器１８−１，１８−２，１８−３は、タイミング制御装置２０からのデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３に従い、光分波器１４からの分割パルス光の光位相を２値変調する。ここでは、各位相変調器１８−１，１８−２，１８−３は、２進値’０’に対して、入力レーザパルス光をそのまま出力し、２進数’１’に対して、入力レーザ光の光位相をπだけシフトして出力する。
【００２０】
位相変調器１８−１の出力光は、１タイムスロット分、即ちＴｓの光遅延器２２−１を介して光合波器２４に印加される。位相変調器１８−２の出力光は、２タイムスロット分、即ち２Ｔｓの光遅延器２２−２を介して光合波器２４に印加される。位相変調器１８−３の出力光は、３タイムスロット分、即ち３Ｔｓの光遅延器２２−３を介して光合波器２４に印加される。
【００２１】
光合波器２４は、分波器１６からのパイロット信号光と光遅延器２２−１〜２２−３の出力信号光を合波する。図２（ｂ）は、光合波器２４の出力信号光を示す。Ｐ０〜Ｐ４はパイロット信号光を示す。ｂ０〜ｂ１４はデータＤ１〜Ｄ３のビット値を示す。ｂ０，ｂ３，ｂ６，ｂ９，ｂ１２・・・は、データＤ１のビット値を示す。ｂ１，ｂ４，ｂ７，ｂ１０，ｂ１３・・・は、データＤ２のビット値を示す。ｂ２，ｂ５，ｂ８，ｂ１１，ｂ１４・・・は、データＤ３のビット値を示す。光遅延器２２−１〜２２−３と光合波器２４は、パイロット信号光と位相変調器１８−１〜１８−３の出力信号光を時分割多重する光時分割多重（ＯＴＤＭ）装置として機能する。勿論、光遅延器２２−１〜２２−３を光位相器１８−１〜１８−３の入力側に配置しても良い。
【００２２】
本実施例では、パイロット信号光（例えば、Ｐ０）とこれに続く３ビットの信号光（例えば、ｂ０，ｂ１，ｂ２）は、同じ光キャリアから生成される。
【００２３】
本実施例では、パイロット信号Ｐにより区分されるフレームは４タイムスロット、即ち４Ｔｓからなり、１フレーム内には、１つのパイロット信号Ｐと３ビット分のデータ信号光が配置される。１フレームに収容するデータビット数は、例示であり、適宜に選択され得る。
【００２４】
光送信装置１０の光合波器２４の出力光は、光伝送路３０を伝搬して、光受信装置４０に入力する。光分波器４２は、光伝送路３０からの信号光を３分割し、第１の分割光をマッハツェンダ干渉計４４に、第２の分割光を受光器５７に、第３の分割光をマッハツェンダ干渉計６２にそれぞれ供給する。マッハツェンダ干渉計４４は、ＰＳＫ信号光をＡＳＫ信号光に変換する変換手段として機能する。マッハツェンダ干渉計６２は、パイロット信号光を分離する分離手段として機能する。
【００２５】
光分波器４２からの第１の分割光は、マッハツェンダ干渉計４４の光分波器４４ａに入射する。マッハツェンダ干渉計４４は、光分波器４４ａの他に、光分波器４４ａで分割された２つの光をそれぞれ伝搬する２つのアーム４４ｂ，４４ｃと、アーム４４ｂ，４４ｃからの光を合分波する光合分波器４４ｄとを具備する。
【００２６】
一方のアーム４４ｃ上には、パイロット信号光のみを通過する光ゲート４６と、光ゲート４６から出力されるパイロット信号光を複製するパイロット信号複製装置４８が配置されている。パイロット信号複製装置４８は、光ゲート４６の出力光を１Ｔｓだけ遅延する光遅延器５０ａ、光ゲート４６の出力光を２Ｔｓだけ遅延する光遅延器５０ｂ、光ゲート４６の出力光を３Ｔｓだけ遅延する光遅延器５０ｃ、並びに、光ゲート４６の出力光及び光遅延器５０ａ〜５０Ｃを合波する光合波器５２とからなる。
【００２７】
後述するゲート制御回路６０が、光ゲート４６を制御して、光ゲート４６にパイロット信号光のみを通過させる。図２（ｃ）は、光ゲート装置４６の出力信号光のタイミング図を示す。本実施例では、１フレームが４Ｔｓからなるので、Ｔｓ〜３Ｔｓの３つの光遅延器５０ａ〜５０ｃを設けている。パイロット信号複製装置４８は、光ゲート４６で分離されたパイロット信号光と、これに続く３つのタイムスロット上の複製パイロット信号光とを多重する。図２（ｄ）は、パイロット信号複製装置４８の出力光を示す。
【００２８】
パイロット信号複製装置４８から出力される多重パイロット信号光は、後述するように、位相変調されたデータ信号光の位相レファレンスを提供する位相レファレンス信号として使用される。この位相レファレンス信号は、後続するデータ信号光と同じ光キャリアからなるので、干渉の際に位相雑音の影響を受けない。また、多重パイロット信号光は、データ信号光と同じ伝送路を伝送しているので、データ信号光と同じ影響を光伝送路から受けている。
【００２９】
光合分波器４４ｄは、第１のアーム４０ｂからのデータ信号光にパイロット信号複製装置４８からの位相レファレンス信号光を合分波する。合分波器４４ｄでの干渉により、位相変された調信号光、即ちＰＳＫ（Phase Shift Keying）信号光が、振幅変調された信号光、即ちＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）信号光に変換される。光合分波器４４ｄは、２つの入力光を同相で合波した信号光と、逆相で合波した信号光を出力する。
【００３０】
データを搬送する信号光の形式をＰＳＫからＡＳＫに変換するという目的では、パイロット信号複製装置４８の合波器５２は、光ゲート４６の出力パイロット信号光を合波しなくても良い。しかし、図１に示す実施例のように、光ゲート４６の出力パイロット信号光を含む位相レファレンス信号光を生成することで、弁別回路５６以降の受信動作が安定化する。
【００３１】
図２（ｅ）は、光合分波器４４ｄの逆相合波出力信号光のビット列を示す。光合分波器４４ｄの逆相合波出力は、実質的に、図２（ｂ）に示す光信号と、図２（ｄ）に示す位相レファレンス光信号とを干渉させた結果であり、各ビットｂ０，ｂ１，・・を搬送する強度変調された信号光になっている。但し、光合分波器４４ｄの２つの入力光で、同じタイミングにパイロット信号光が存在するとき、逆相合波出力値は、干渉により光強度０になる。
【００３２】
バランスト光受信器５４の受光器５４ａは、光合分波器４４ｄの同相合波出力光と逆相合波出力光の一方を電気信号に変換し、受光器５４ｂは、他方を電気信号に変換する。減算器５４ｃは、受光器５４ａの出力電気信号から受光器５４ｂの出力電気信号を減算する。このようなバランスト受信により、受信感度を高めることができる。充分な信号対雑音比を得られる場合には、光合分波器４４ｄの代わりに光合波器を配置し、当該光合波器の出力信号光を単一の受光器で電気信号に変換しても良い。
【００３３】
弁別回路５６は、バランスト光受信器５４の減算器５４ｃの出力電気信号を２値弁別する。弁別回路５６の弁別結果は、データＤ１，Ｄ２，Ｄ３を分離する分離装置７０に印加される。
【００３４】
受光器５７は、光分波器４２からの分割光を電気信号に変換する。受光器５７の出力電気信号は、光合波器２４から出力される伝送信号光のクロック周波数成分を含む。クロック再生装置５８は、受光器５７の出力から電気クロックを再生し、その電気クロックをゲート制御装置６０に供給する。
【００３５】
光分波器４２の第３の分割光は、マッハツェンダ干渉計６２の光分波器６２ａに入射する。マッハツェンダ干渉計６２は、光分波器６２ａの他に、光分波器６２ａで分割された２つの光をそれぞれ伝搬する２つのアーム６２ｂ，６２ｃと、アーム６２ｂ，６２ｃからの光を合波する光合波器６２ｄとを具備する。
【００３６】
一方のアーム６２ｃ上には、フレーム周期に相当する遅延時間４Ｔｓの光遅延器６４が配置されている。図２（ｆ）は、光遅延器６４の出力信号光を示す。マッハツェンダ干渉計６２は、光分波器４２からの信号光と、これの４Ｔｓ遅延した信号光とを干渉させる。４Ｔｓの遅延により、４Ｔｓ毎の同じタイムスロット上に隣接するパイロット信号、例えば、Ｐ１とＰ２が、アーム６２ｂ，６２ｃから光合波器６２ｄに同時に入力する。光合波器６２ｄは、両入力信号光を同相で合波する。従って、光合波器６２ｄは、４Ｔｓ毎に光強度１の信号光を出力する。パイロット信号が位置しないタイムスロットでは、光合波器６２ｄは、データビットを搬送する信号光同士を合波する。このとき、光合波器６２ｄの出力信号光の光強度は不定である。受光器６６は、光合波器６２ｄの出力信号光を電気信号に変換する。図２（ｇ）は、受光器６６の出力信号の振幅（相対値）を示す。値を記載していないタイムスロットの振幅は不定であるが、１よりは小さい。
【００３７】
平均化回路６８は、受光器６６の出力を所定周期、例えばフレームの周期で平均化する。これにより、パイロット信号のタイミング、より具体的には、フレームのタイミングを決定できる。平均化回路６８は、受信フレームのタイミングを示すフレームタイミング信号をゲート制御装置６０に供給する。
【００３８】
ゲート制御装置６０は、クロック再生装置５８からの再生クロック及び平均化回路６８からのフレームタイミング信号に従い、パイロット信号光のみを通過するように光ゲート４６を制御し、また、弁別回路５６の出力電気信号光から、データＤ１，Ｄ２，Ｄ３を分離するように分離装置７０を制御する。分離装置７０は、ゲート制御装置６０からの制御信号に従い、弁別回路５６の出力データ（図２（ｅ））から、データＤ１，Ｄ２，Ｄ３を分離して出力する。
【００３９】
図１に示す実施例では、受信装置４０は全データを受信する。１フレーム内の特定のビット位置のデータのみを受信すればよい場合には、光遅延器５０ａ〜５０ｄの内で、希望するビット位置に対応する光遅延器のみを残せば良い。例えば、データＤ１のみを受信したい場合には、Ｔｓの光遅延器５０ａを残し、光遅延器５０ｂ，５０ｃを省略すれば良い。勿論、分離装置７０で選別しても良い。
【００４０】
分波器４２で分割された信号光から電気クロックを再生したが、減算器５４ｃの出力から電気クロックを再生しても良い。この場合、パイロット信号同士の合波結果で必ずバランスト光受信器５４の出力が所定振幅を持つようにすれば、クロック再生が安定化する。
【００４１】
遅延時間が１Ｔｓ，２Ｔｓ，３Ｔｓの遅延干渉計を並列に用意することで、データＤ１，Ｄ２，Ｄ３を個別に受信できる。図３は、そのように変更した構成の受信装置の概略構成ブロック図を示す。図１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。変更部分を詳細に説明する。
【００４２】
受信装置１４０では、光分波器１４２は、光伝送路３０からの信号光を５分割し、第１、第２及び第３の分割光をそれぞれマッハツェンダ干渉計１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃに供給し、第４の分割光を受光器５７に供給し、第５の分割光をマッハツェンダ干渉計６２に供給する。マッハツェンダ干渉計１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃは、それぞれ、データＤ１，Ｄ２，Ｄ３のＰＳＫ信号光をＡＳＫ信号光に変換する変換手段である。
【００４３】
受光器５７乃至平均化回路６８の作用は、図１に示す実施例と同様である。ゲート制御回路６０は、データＤ１のみを通過するようにゲート装置１５８ａを制御し、データＤ２のみを通過するようにゲート装置１５８ｂを制御し、データＤ３のみを通過するようにゲート装置１５８ｃを制御する。
【００４４】
マッハツェンダ干渉計１４４ａは、一方のアーム上に、１タイムスロット１Ｔｓの光遅延器１４６ａを具備する。マッハツェンダ干渉計１４４ｂは、一方のアーム上に、２タイムスロット分２Ｔｓの光遅延器１４６ｂを具備する。マッハツェンダ干渉計１４４ｃは、一方のアーム上に、３タイムスロット分３Ｔｓの光遅延器１４６ｃを具備する。これらの構成は、いわゆる遅延干渉計である。
【００４５】
マッハツェンダ干渉計１４４ａは、パイロット信号光Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，・・・を位相レファレンス信号光として、その直後のビット信号光ｂ０，ｂ３，ｂ６，・・・をＰＳＫ形式からＡＳＫ形式に変換する。その他のビット信号光は、不定値のＡＳＫ信号光になるが、後続の処理で破棄される。バランスト光受信器１５４ａは、マッハツェンダ干渉計１４４ａの２つの出力光をバランスト受信し、各ビットの電気信号を出力する。弁別回路１５６ａは、バランスト光受信器１５４ａの電気出力信号を２値弁別する。ゲート装置１５８ａは、ゲート制御装置６０からの制御信号に従い、弁別回路５６の弁別出力の内、データＤ１のビット値のみを通過する。
【００４６】
マッハツェンダ干渉計１４４ｂは、パイロット信号光Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，・・・を位相レファレンス信号光として、２タイムスロット後のビット信号光ｂ１，ｂ４，ｂ７，・・・をＰＳＫ形式からＡＳＫ形式に変換する。その他のビット信号光は、不定値のＡＳＫ信号光になるが、後続の処理で破棄される。バランスト光受信器１５４ｂは、マッハツェンダ干渉計１４４ｂの２つの出力光をバランスト受信し、各ビットの電気信号を出力する。弁別回路１５６ｂは、バランスト光受信器１５４ｂの電気出力信号を２値弁別する。ゲート装置１５８ｂは、ゲート制御装置６０からの制御信号に従い、弁別回路１５６ｂの弁別出力の内、データＤ２のビット値のみを通過する。
【００４７】
マッハツェンダ干渉計１４４ｃは、パイロット信号光Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，・・・を位相レファレンス信号光として、３タイムスロット後のビット信号光ｂ２，ｂ５，ｂ８，・・・をＰＳＫ形式からＡＳＫ形式に変換する。その他のビット信号光は、不定値のＡＳＫ信号光になるが、後続の処理で破棄される。バランスト光受信器１５４ｃは、マッハツェンダ干渉計１４４ｃの２つの出力光をバランスト受信し、各ビットの電気信号を出力する。弁別回路１５６ｃは、バランスト光受信器１５４ｃの電気出力信号を２値弁別する。ゲート装置１５８ｃは、ゲート制御装置６０からの制御信号に従い、弁別回路１５６ｃの弁別出力の内、データＤ３のビット値のみを通過する。
【実施例２】
【００４８】
図４は、本発明による光送信装置の別の構成の概略構成ブロック図を示す。光受信装置は、図１に示す構成でも、図３に示す構成でもよい。
【００４９】
光送信装置１１０の駆動回路１２は、周波数Ｂ／４（Ｈｚ）でレーザダイオード１１４をパルス駆動し、レーザダイオード１１４は、レーザダイオード１４と同様に、光搬送波となるコヒーレントなパルスレーザ光を発生する。
【００５０】
光分波器１１６は、レーザダイオード１１４の出力レーザパルス光を４分割し、第１，第２，第３，第４の分割パルス光をそれぞれ光遅延器１１８−１，１１８−２，１１８−３に供給し、残る第４の分割パルス光を光合波器１２０に供給する。光遅延器１１８−１は、入力パルスを１Ｔｓだけ遅延し、光遅延器１１８−２は、入力パルスを２Ｔｓだけ遅延し、光遅延器１１８−３は、入力パルスを３Ｔｓだけ遅延する。光遅延器１１８−１〜１１８−３の出力パルス光は、合波器１２０に印加される。
【００５１】
合波器１２０は、光遅延器１１８−１，１１８−２，１１８−３の出力パルス光と、分波器１１６からの分割パルス光を合波する。合波器１１６の出力パルス光は、連続する４タイムスロットに同じ光キャリアが配置された光パルス列になっている。
【００５２】
タイミング制御装置１２２は、駆動回路１１２によるレーザダイオード１１４への駆動信号に同期して、データＤ１，Ｄ２，Ｄ３を図２（ｂ）に示すようなタイミングでシリアル化する。タイミング制御装置１２２は、パラレル信号をシリアル信号に変換するパラレル／シリアル変換器でもある。タイミング制御装置１２２によりシリアル化されたビット列が、変調信号として、位相変調器１２４に印加される。
【００５３】
位相変調器１２４は、タイミング制御装置１２２からのビット列に従って、合波器１２０の出力パルス光の光位相を変調する。タイミング制御装置１２２は、パイロット信号Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，・・・に対応するビット位置には、無変調を示す値、例えば、２進値’０’を配置する。これにより、位相変調器１２４の出力信号光は、合波器２４の出力信号光と同様に、図２（ｂ）に示す配置になる。
【００５４】
上記実施例は、振幅変調にも適用可能である。位相変調器１８−１〜１８−３，１２４を振幅変調器に変更する。その場合、受信側のマッハツェンダ干渉計４４，１４４ａ〜１４４ｃは、振幅変調された信号光を論理反転するインバータとして機能するので、弁別回路５６，１５６ａ〜１５６ｃを、弁別結果を論理反転して出力するように変更する。勿論、振幅変調では、弁別回路５６，１５６ａ〜１５６ｃの弁別閾値は、位相変調に対する弁別閾値とは異なる。
【００５５】
ＢＰＳＫの実施例を説明したが、本発明は、多値ＰＳＫにも適用可能である。各直交成分を分離する光移相器をマッハツェンダ干渉計に配置した受信系を並列に必要数、設ければよい。換言すると、多値ＰＳＫの一要素となるＢＰＳＫの受信に、本発明を適用できる。．同様に，本発明は、位相変調と振幅変調を併用する変調方式、例えば、ＱＡＭにも適用可能であり、ＱＡＭの一要素となるＢＰＳＫの受信に、本発明を適用できる．
【００５６】
伝送フレームの先頭にパイロット信号が位置する実施例を説明したが、パイロット信号は、伝送フレーム内のどの位置にあってもよいことは勿論である。伝送フレーム内の他の位置の信号光が、同じ伝送フレーム内のパイロット信号と同じ光キャリアで生成されていればよい。更には、１伝送フレーム内に同じ光キャリアからなる複数のパイロット信号光を配置しても良い。
【００５７】
上述の各実施例では、理解を容易にするために、フレームの構成単位を１ビットとしたが、所定数のビットを構成単位としてもよい。即ち、１フレームは、１又は複数のビットからなるシンボルを構成単位として、複数のシンボルからなる。フレーム内の１つのシンボルにパイロット信号を割り当てる。
【００５８】
本発明は、同じ時刻の光キャリアから、位相情報を搬送するパイロット信号光とデータを搬送するデータ信号光とを生成し、これらを時分割多重（ＴＤＭ）で伝送することを特徴とするものである。この特徴の理解を容易にするために、上記実施例では、レーザダイオード１４，１１４がパルス光を出力すると仮定した。しかし、レーザダイオード１４，１１４から合波器２４，１２０の直前までの範囲では、連続光であってもよい。その場合、合波器２４，１２０の代わりに、入力する各連続光をパルス化して時分割多重する多重装置を使用する。従って、特許請求の範囲に記載されるパルス光は、伝送路に出力される光信号との関係を明確にする目的で規定されるものであり、一部において連続光である場合を含むと理解されるべきである。
【００５９】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】第１実施例のタイミングチャートである。
【図３】光受信装置の別の構成の概略構成ブロック図である。
【図４】光送信装置の別の構成の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０：光送信装置
１２：駆動回路
１４：レーザダイオード
１６：光分波器
１８−１〜１８−３：位相変調器
２０：タイミング制御装置
２２−１〜２２−３：光遅延器
２４：光合波器
３０：光伝送路
４０：光受信装置
４２：光分波器
４４：マッハツェンダ干渉計
４４ａ：光分波器
４４ｂ，４４ｃ：アーム
４４ｄ：光合分波器
４６：光ゲート
４８：パイロット信号複製装置
５０ａ〜５０ｃ：光遅延器
５２：光合波器
５４：バランスト光受信器
５４ａ，５４ｂ：受光器
５４ｃ：減算器
５６：弁別回路
５７：受光器
５８：クロック再生装置
６０：ゲート制御装置
６２：マッハツェンダ干渉計
６２ａ：光分波器
６２ｂ，６２ｃ：アーム
６２ｄ：光合波器
６４：光遅延器
６６：受光器
６８：平均化回路
１１０：光送信装置
１１２：駆動回路
１１４：レーザダイオード
１１６：光分波器
１１８−１〜１１８−３：光遅延器
１２０：光合波器
１２２：タイミング制御装置
１２４：位相変調器
１４０：光受信装置
１４２：光分波器
１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ：マッハツェンダ干渉計
１４６ａ，１４６ｂ，１４６ｃ：光遅延器
１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ：バランスト光受信器
１６８ａ，１５８ｂ，１５８ｃ：ゲート装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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