(57)【要約】【課題】多重反射を抑制することにより、位相雑音に起因する強度雑音が抑制される、光伝送システム、並びに、それに用いられる光送信モジュール、光受信モジュール、及び光モジュールの提供。【解決手段】単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザが出射する該単一波長の光を用いてデジタル２値データより３値以上の光パルス振幅変調信号を生成する、光送信器と、前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、前記光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する、光受信器と、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、を備える光伝送システム。【選択図】  図１
2013187662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザが出射する該単一波長の光を用いてデジタル２値データより３値以上の光パルス振幅変調信号を生成する、光送信器と、
前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、
前記光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する、光受信器と、
多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、
を備える光伝送システム。
【請求項２】
前記反射抑制手段は、端面に斜め球面研磨がされている光コネクタである、
ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記反射抑制手段は、端面に球面研磨がされ、かつ、球面研磨がされる際に生じる高屈折率層が除去されている光コネクタである、
ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項４】
前記反射抑制手段は、戻り光の損失を増加させる光アイソレータである、
ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記光コネクタの反射減衰量が２７ｄＢ以上である、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光伝送システム。
【請求項６】
単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザと、
デジタル２値データより３値以上の光パルス振幅変調信号を生成する手段と、
前記光パルス振幅変調信号を出力する信号端子と、
を備える光送信モジュールであって、
前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、を備える光伝送システムを用いて、前記光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上である、
ことを特徴とする光送信モジュール。
【請求項７】
デジタル２値データを３値以上に変調された光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する手段と、
前記光パルス振幅変調信号が入力される信号端子と、
を備える光受信モジュールであって、
前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、を備える光伝送システムを用いて、前記光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上である、
ことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項８】
単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザと、デジタル２値データより３値以上の第１の光パルス振幅変調信号を生成する手段と、前記第１の光パルス振幅変調信号を出力する信号出力端子と、を備えた光送信器と、
デジタル２値データを３値以上に変調された第２の光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する手段と、前記第２の光パルス振幅変調信号が入力される信号入力端子と、を備える光受信器と、
を備える光モジュールであって、
前記第１の光パルス振幅変調信号を伝送する、第１の伝送路光ファイバと、前記第２の光パルス振幅変調信号を伝送する、第２の伝送路光ファイバと、多重反射を抑制するために、前記第１の伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する第１の反射抑制手段と、多重反射を抑制するために、前記第２の伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する第２の反射抑制手段と、を備える光伝送システムを用いて、
前記第１の光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号出力端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上であり、
前記第２の光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号入力端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上である、
ことを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システム、並びに、それに用いられる、光送信モジュール、光受信モジュール、及び光モジュールに関し、特に光伝送システムにおける多重反射抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでの光通信システムは、光信号の高速化によって伝送容量の拡大を図っている。しかし、コンピュータの発展とともに電気信号の高速化を実現してきた半導体技術の進歩も鈍化傾向を示している。それゆえ、実用化されている光通信における最高動作速度は、５０Ｇｂａｕｄ程度にとどまっている。さらなる伝送容量の拡大には、変調方式を工夫して電気信号の動作速度を上げずに伝送速度を増加する必要がある。長距離光伝送では、位相情報を多値化したＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式が多く検討されてきた。しかし、光位相を検出するための新たな光デバイスが必須となることから、コストが重要視される短距離光伝送の分野への適用には至っていない。
【０００３】
一方、パルス振幅変調（ＰＡＭ：Pulse Amplitude Modulation）は、振幅情報を多値化することで動作速度を上げずに伝送速度を増加させることができ、かつ、新たな光デバイスが必要ない。それゆえ、ＰＡＭは、１００Ｇｂｐｓイーサネット（登録商標：以下同じ）の短距離光伝送への応用が検討され始めている（非特許文献１）。シンボル速度３４．３７５Ｇｂａｕｄで８値及び２５．７８１２５Ｇｂａｕｄで１６値の光ＰＡＭ信号（以下それぞれ「ＰＡＭ−８」及び「ＰＡＭ−１６」とする）を２ｋｍまでのＳＭＦ（Single Mode Fiber）で伝送する方式が、提案されている。多値度が低いＰＡＭ−８においても、受信後の符号誤り率が１０−１５以下となるエラーフリー状態を得ることは非常に難しい。ナイキストフィルタを用いて理想的な受信帯域制限を行うことで、信号対雑音比（以下「ＳＮ比」とする）を最大限向上できたとしても、得られる符号誤り率は１０−５程度であり、誤り訂正（ＦＥＣ：Forward Error Correction）技術を導入することが、システム構築の前提となっている。なお、非特許文献１は提案レベルの検討であるが、実際に３値以上の光ＰＡＭの検討も広く行われている（非特許文献２〜４参照）。
【０００４】
本技術分野の背景技術として、特許文献１に、「入力光を３つの光経路に分岐し、第１光経路では無変調信号を生成し、第２、第３光経路では、単相ＭＺ光位相変調器を用いて２値位相変調光を生成し、これらを電界振幅比１：ａ：ｂで、同位相で干渉させることにより、符号間干渉の無い４値の振幅変調光を生成する光変調器。」が開示されている。特許文献１に、伝送路の状態に応じて最適な受信特性となる光強度レベル比のパルス振幅変調信号を得るための光送信器の例が、示されている。
【０００５】
また、特許文献２に、「情報を送信する方法であって、複数の入力ビットをＮレベル信号に変換するステップと、現行のＮレベル信号を先行のＮレベル信号に追加して、２Ｎ−１レベル信号を生成するステップであって、受信器で二乗演算を実施した後受信された信号がモジュロＮ演算として表わされるように、前記２Ｎ−１レベル信号は前記２Ｎ−１レベルの並べ換えられたセットを使用して対応する電圧値にマッピングされる生成するステップと、前記受信器に送信するために、前記２Ｎ−１レベル信号を光信号に変換するステップとを含む方法。」が開示されている。特許文献２に、パルス振幅変調とデュオバイナリ変調とを用いてスペクトル効率を改善することで、伝送特性、とりわけ波長分散に対する耐力を高めることができる変調方式の例が、示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３に、「３値以上の多値信号のレベル判定に用いる閾値を多値信号のレベル変化にリアルタイムで追随して制御可能な簡略な回路構成の多値信号受信器を提供する。」との記載がある。特許文献３に光受信器の例が示されている。かかる光受信器では、多値信号のハイレベルを判定する比較器の出力信号と、多値信号のローレベルを判定する比較器の出力信号を反転した信号とがエッジトリガ型ＲＳ−ＦＦに入力され、該ＲＳ−ＦＦの出力信号がＬＰＦを介して比較器にフィードバックされることにより、ハイレベル閾値電圧Ｖhighが調整される。また、かかる光受信器では、比較器の出力信号を反転した信号と、比較器の出力信号とがエッジトリガ型ＲＳ−ＦＦに入力され、該エッジトリガ型ＲＳ−ＦＦの出力信号がＬＰＦを介して比較器にフィードバックされることでローレベル閾値電圧Ｖlowが調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００８／０２６３２６号
【特許文献２】特許第４３５１５０８号公報
【特許文献３】特開２００９−２３１９５４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】S.Bhoja、”Study of PAM modulation for 100GE over a single laser,”、IEEE802.3ae NextGeneration 100Gb/s Optical Ethernet Study Group Meeting Materials、２０１２年１月、NewportBeach，ＣＡ、［２０１２年３月１日検索］インターネット(URL:http://www.ieee802.org/3/100GNGOPTX/public/jan12/bhoja_01_0112_NG100GOPTX.pdf)
【非特許文献２】K.Szczerba, et al.、”30 Gbps 4-PAM transmission over 200 m of MMF using an 850 nm VCSEL”、Optics Express、ｖｏｌ．１９、Ｎｏ．２６、ｐｐＢ２０３−Ｂ２０８、２０１１年
【非特許文献３】J.E.Cunningham, et al.、”PAM-4 Signaling over VCSELs with 0.13μm CMOS Chip Technology”、Optics Express、ｖｏｌ．１４、Ｎｏ．２５、ｐｐ１２０２８−１２０３８，２００６年
【非特許文献４】D.F.C.Lopez, et al.、”100 Mb/s Ethernet Transmission Over 275 m of Large Core Step IndexPolymer Optical Fiber: Results From the POF-ALL European Project”、J.Lightwave  Technol.、ｖｏｌ．２７、Ｎｏ．１４，ｐｐ２９０８−２９１５、２００９年
【非特許文献５】J.L.GIMLETT and N.K.CHEUNG、”Effects of Phase-to-Intensity Noise Conversion by MultipleReflections on Gigabit-per-Second DFB Laser Transmission Systems”、J. LightwaveTechnol、Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．６，ｐｐ８８８−８９５、１９８９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
単一波長の光を発振する半導体レーザには、強度雑音とともに位相雑音が存在し、一般的には、数１００ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚの位相ゆらぎ（スペクトル線幅）が生じている。この位相雑音は、リンク内に偏在する複数の反射点間の多重反射によって、強度雑音に変換されることが知られている（非特許文献５）。２点間の反射に着目すると、変換される強度雑音の信号光強度の二乗に対する相対的な大きさ（相対雑音強度：Relative Intensity Noise；ＲＩＮ）は、以下の式１によって表される。
【００１０】
【数１】
2013187662.tif 000003
【００１１】
ただし、Ｒ１は一方の反射点の反射率、Ｒ２は他方の反射点の反射率、Δνはレーザのスペクトル線幅であり、２πΔντ（τは反射点間の遅延時間）が１よりも十分大きいという条件が成り立ち、かつ、直接伝播する光と多重反射光との偏波状態が一致しているものとみなしている。
【００１２】
式１より、変換される強度雑音の大きさは、反射点における反射率の積に比例するため、リンク内で発生しうる反射を極力低減することが肝要となる。これまでの２値の強度変調による伝送ではリンク内の反射点における反射減衰量は悪くても２０ｄＢ程度が確保されており、変換された強度雑音の大きさは受信器で発生する熱雑音に比べて小さく、伝送特性を著しく劣化させることはなかった。
【００１３】
しかしながら、送信光電力がこれまでの２値の強度変調と同じという条件下の光ＰＡＭでは、多値度に応じて各信号成分が小さくなるため、熱雑音の影響が大きいことは言うまでもないが、それに加えて上述の位相雑音がリンク内の多重反射によって変換される強度雑音による影響も無視できなくなる。
【００１４】
後述する本発明の理解を助けるために、位相雑音が多重反射によって変換される強度雑音の影響の具体的な例を、図８Ａ乃至図９Ｂを参照して説明する。
【００１５】
図８Ａは、２値の強度変調信号のアイパタンである。ここで、信号レベルがＬ２１，Ｌ２０で、デューティ比５０％である場合、平均光強度ＰＡＶＥは、（Ｌ２１＋Ｌ２０）／２となる。一方、図８Ｂは、ＰＡＭ−８信号のアイパタンである。ここで、信号レベルがＬ８７，Ｌ８６，Ｌ８５，Ｌ８４，Ｌ８３，Ｌ８２，Ｌ８１，Ｌ８０で、それらの出現確率が１２．５％とともに同一で、かつ、隣接レベル間の強度差が等しい、すなわち、（Ｌ８７−Ｌ８６）＝（Ｌ８６−Ｌ８５）＝（Ｌ８５−Ｌ８４）＝（Ｌ８４−Ｌ８３）＝（Ｌ８３−Ｌ８２）＝（Ｌ８２−Ｌ８１）＝（Ｌ８１−Ｌ８０）という条件下において、平均光強度ＰＡＶＥは、（Ｌ８７＋Ｌ８６＋Ｌ８５＋Ｌ８４＋Ｌ８３＋Ｌ８２＋Ｌ８１＋Ｌ８０）／８となる。Ｌ２１＝Ｌ８７及びＬ２０＝Ｌ８０が成り立つ場合には、図８Ｂに示す平均光強度ＰＡＶＥは、図８Ａに示す２値の強度変調信号の平均光強度ＰＡＶＥと等しくなる。符号誤り率は、隣接する信号レベル間で決まる。それゆえ、ＰＡＭ−８信号は、２値の強度変調信号に比べて、原理的に８．４５ｄＢ（＝−１０×ｌｏｇ１０｛１／（８−１）｝）だけ受信光感度が劣化することになる。
【００１６】
図９Ａ及び図９Ｂは、２値の強度変調信号及びＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を、それぞれ示す図である。ここで、光源にはＤＦＢ−ＬＤを用いており、波長を１３１０ｎｍ、スペクトル線幅を１０ＭＨｚ、光源のＲＩＮを−１４９ｄＢ／Ｈｚ、最大信号レベル（Ｌ２１、Ｌ８７）と最小信号レベル（Ｌ２０、Ｌ８０）との間の消光比を８ｄＢとしている。受光素子にはｐｉｎ−ＰＤを用いており、受光感度１Ａ／Ｗ、暗電流を１００ｐＡ、受信トランスインピーダンス増幅器の受信帯域幅を１２．５ＧＨｚ、等価雑音電流密度を１５ｐＡ／√Ｈｚとしている。リンクの伝送路は、ＳＭＦで距離を１ｋｍ、リンク内の２箇所の光コネクタにおける反射減衰量を２０ｄＢとしている。送信器および受信器からの反射は十分に小さく無視できるものとし、光増幅器は使用しないので信号光とＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光、ＡＳＥ光同士のビート雑音は発生しないと仮定している。なお、受信光感度の定義はイーサネットで一般的に用いられているＯＭＡ（Optical Modulation Amplitude）とする。また、本計算例には時間軸方向の波形劣化（ジッタや識別タイミングずれ等）は考慮されておらず、時間軸方向は常に理想的な状態であるとの仮定に基づいている。それゆえ、受信アンプ等が飽和してしまう受信光感度の大きい領域での計算結果は必ずしも正しくないことに留意されたい。
【００１７】
図９Ａに示す通り、２値の強度変調信号では、受信光感度−１５．５ｄＢｍでＳＮ比１８ｄＢ以上（符号誤り率１０−１５以下）、受信光感度−１８．３ｄＢｍでＳＮ比１２．８ｄＢ（符号誤り率１０−５程度）が得られる。これに対して、図９Ｂに示す通り、ＰＡＭ−８では、熱雑音の影響に関わらず受信光感度をいくら上げてもＳＮ比は１２．８ｄＢ程度で飽和してしまうことがわかる。よって、光のＰＡＭ方式では、位相雑音がリンク内の多重反射によって強度雑音に変換される影響が支配的となって、所望のＳＮ比が得られないという問題がある。
【００１８】
本発明は、かかる課題を鑑みてなされたものであり、多重反射を抑制することにより、位相雑音に起因する強度雑音が抑制される、光伝送システム、並びに、それに用いられる光送信モジュール、光受信モジュール、及び光モジュールの提供を、本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
（１）上記課題を解決するために、本発明に係る光伝送システムは、単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザが出射する該単一波長の光を用いてデジタル２値データより３値以上の光パルス振幅変調信号を生成する、光送信器と、前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、前記光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する、光受信器と、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、を備える。
【００２０】
（２）上記（１）に記載の光伝送システムであって、前記反射抑制手段は、端面に斜め球面研磨がされている光コネクタであってもよい。
【００２１】
（３）上記（１）に記載の光伝送システムであって、前記反射抑制手段は、端面に球面研磨がされ、かつ、球面研磨がされる際に生じる高屈折率層が除去されている光コネクタであってもよい。
【００２２】
（４）上記（１）に記載の光伝送システムであって、前記反射抑制手段は、戻り光の損失を増加させる光アイソレータであってもよい。
【００２３】
（５）上記（２）又は（３）に記載の光伝送システムであって、前記光コネクタの反射減衰量が２７ｄＢ以上であってもよい。
【００２４】
（６）本発明に係る光送信モジュールは、単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザと、デジタル２値データより３値以上の光パルス振幅変調信号を生成する手段と、前記光パルス振幅変調信号を出力する信号端子と、を備える光送信モジュールであって、前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、を備える光伝送システムを用いて、前記光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上であってもよい。
【００２５】
（７）本発明に係る光受信モジュールは、デジタル２値データを３値以上に変調された光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する手段と、前記光パルス振幅変調信号が入力される信号端子と、を備える光受信モジュールであって、前記光パルス振幅変調信号を伝送する、伝送路光ファイバと、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段と、を備える光伝送システムを用いて、前記光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上であってもよい。
【００２６】
（８）本発明に係る光モジュールは、単一波長の光を発振するとともに位相雑音を有する半導体レーザと、デジタル２値データより３値以上の第１の光パルス振幅変調信号を生成する手段と、前記第１の光パルス振幅変調信号を出力する信号出力端子と、を備えた光送信器と、デジタル２値データを３値以上に変調された第２の光パルス振幅変調信号を受信してデジタル２値データを識別再生する手段と、前記第２の光パルス振幅変調信号が入力される信号入力端子と、を備える光受信器と、を備える光モジュールであって、前記第１の光パルス振幅変調信号を伝送する、第１の伝送路光ファイバと、前記第２の光パルス振幅変調信号を伝送する、第２の伝送路光ファイバと、多重反射を抑制するために、前記第１の伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する第１の反射抑制手段と、多重反射を抑制するために、前記第２の伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する第２の反射抑制手段と、を備える光伝送システムを用いて、前記第１の光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号出力端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上であり、前記第２の光パルス振幅変調信号を伝送するために、前記信号入力端子の反射減衰量は２７ｄＢ以上であってもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、多重反射を抑制することにより、位相雑音に起因する強度雑音が抑制される、光伝送システム、並びに、それに用いられる光送信モジュール、光受信モジュール、及び光モジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。
【図２】実施例１の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を示す図である。
【図３】本発明の実施例２に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。
【図４】実施例２の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を示す図である。
【図５】本発明の実施例３に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。
【図６】実施例３の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を示す図である。
【図７】本発明の実施例４に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。
【図８Ａ】２値の強度変調信号のアイパタンである。
【図８Ｂ】ＰＡＭ−８信号のアイパタンである。
【図９Ａ】２値強度変調信号における受信光感度対ＳＮ比の計算例である。
【図９Ｂ】ＰＡＭ−８信号における受信光感度対ＳＮ比の計算例である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３０】
実施例１では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの例を説明する。
【００３１】
図１は、実施例１に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。当該光伝送システムの送信端において、光ＰＡＭ−８送信器１０は、デジタル２値信号から光ＰＡＭ−８信号を生成し、第１の光パッチコード３０を介してリンク内のＳＭＦ伝送路４０に該光ＰＡＭ−８信号を送出する。当該光伝送システムの受信端において、光ＰＡＭ−８受信器６０は、第２のパッチコード５０を介して光ＰＡＭ−８信号を受信して（受光して）、デジタル２値信号に識別再生する。
【００３２】
光ＰＡＭ−８送信器１０は、少なくとも半導体レーザ１１、光変調器１３、ＰＡＭ−８エンコーダ１４及び電力増幅器１５を備えている。半導体レーザ１１は、単一波長の光を発振するレーザであり、位相雑音を有している。半導体レーザ１１が出射する光は、レンズ１２を介して光変調器１３に入力される。ＰＡＭ−８エンコーダ１４が送信すべきデジタル２値信号を光変調器１３のインタフェースに適したＰＡＭ−８電気信号に変換し、電力増幅器１５は該ＰＡＭ−８電気信号を所望の振幅まで増幅し、増幅されたＰＡＭ−８電気信号が光変調器１３に入力される。光変調器１３は、入力されるＰＡＭ−８電気信号より、光ＰＡＭ−８信号を生成する。ここで、光ＰＡＭ−８信号は、３値以上である８値の光パルス振幅変調信号である。なお、リンク方向からの光が再びリンク方向へ反射するのを防止するために、半導体レーザ１１、レンズ１２、及び光変調器１３の端面からの反射光が光ＰＡＭ−８送信器１０の信号出力端子に再結合しないように、反射防止膜や斜め光学系を採用するものとする。
【００３３】
第１のパッチコード３０の両端には、終端コネクタ３１，３２が、第２のパッチコード５０の両端には、終端コネクタ５１，５２が、リンクに設置されるＳＭＦ伝送路４０の両端には、終端コネクタ４１，４２が、それぞれ接続されている。コネクタとコネクタの接続部での不要な反射を抑制するために、各終端コネクタの端面は、ＡＰＣ（Angled Physical Contact）研磨が施されている。ＡＰＣ研磨では、光ファイバの光軸に対して角度を８度傾けた状態で球面研磨（斜め球面研磨）加工を行い、研磨作業の際の残留応力の影響で生じる高屈折率層の皮膜を取り除く工程を行っている。それゆえ、各接続部での反射減衰量は全て６０ｄＢ以上が保証されている。当該終端コネクタが、多重反射を抑制するために、伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段である。
【００３４】
光ＰＡＭ−８受信器６０は、少なくとも受光素子６１、トランスインピーダンス増幅器６２及び識別器６３を備えている。受光素子６１は、受信した光ＰＡＭ−８信号を電流信号に変換し、トランスインピーダンス増幅器６２が該電流信号を電圧信号に変換し、識別器６３が該電圧信号よりデジタル２値信号を再生する。なお、リンク方向からの光が再びリンク方向へ反射するのを防止するために、受光素子６１の端面からの反射光が出力端子に再結合しないように、反射防止膜や斜め光学系を採用するものとする。
【００３５】
図２は、実施例１の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を示す図である。リンク内の接続部における反射減衰量を６０ｄＢ以上にすることで、受信光感度−５．８ｄＢｍでＳＮ比１８ｄＢ以上（符号誤り率１０−１５以下）、受信光感度−９．４ｄＢｍでＳＮ比１２．７ｄＢ（符号誤り率１０−５程度）が得られている。かかる受信光感度は、２値の強度変調信号における受信光感度より劣るが、エラーフリーを実現することができている。本発明に係る光伝送システムは、多重反射を抑制するために、前記伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段を備えることにより、位相雑音が多重反射によって変換される強度雑音を抑圧し、多値の光パルス振幅変調信号でも熱雑音による影響で受信感度が決まるようにできる。
【００３６】
なお、本実施例では、ＰＡＭ−８信号による具体的な計算例を用いて本発明の効果を説明しているが、ＰＡＭ−４やＰＡＭ−１６といった他の多値パルス振幅変調信号であっても、多値度によって定量的な効果は異なるものの、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３７】
また、ＰＡＭ−８送信器１０とＳＭＦ伝送路４０とは第１のパッチコード３０で、ＳＭＦ伝送路４０とＰＡＭ−８受信器６０とは第２のパッチコード５０でそれぞれ接続されているが、反射減衰量が所望の値に確保されていれば、パッチコードを用いずに接続する構成においても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【実施例２】
【００３８】
実施例２では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの他の例を説明する。当該光伝送システムは、パッチコードおよびＳＭＦ伝送路の接続部に別の終端コネクタを用いている。
【００３９】
図３は、実施例２に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。図３に示す短距離光伝送システムのうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００４０】
第１のパッチコード３０のＳＭＦ伝送路４０側の端面には、終端コネクタ３３が、第２のパッチコード５０のＳＭＦ伝送路４０側の端面には、終端コネクタ５３が、リンクに設置されるＳＭＦ伝送路４０の両端には、終端コネクタ４３,４４が、それぞれ接続されている。コネクタとコネクタの接続部での不要な反射を抑制するために、終端コネクタ３３，４３，４４，５３は、ＳＰＣ（Super Physical Contact）コネクタであり、各終端コネクタの端面は、ＳＰＣ研磨が施されている。すなわち、各終端コネクタに、球面研磨を行い、かつ、研磨作業の際の残留応力の影響で生じる高屈折率層の皮膜を取り除く工程を行っている。それゆえ、各接続点での反射減衰量は全て４０ｄＢ以上が保証されている。当該終端コネクタが、多重反射を抑制するために、伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段である。
【００４１】
図４は、実施例２の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を示す図である。リンク内の接続部における反射減衰量を４０ｄＢ以上にすることで、受信光感度−５．８ｄＢｍでＳＮ比１８ｄＢ以上（符号誤り率１０−１５以下）、受信光感度−９．４ｄＢｍでＳＮ比１２．７ｄＢ（符号誤り率１０−５程度）が得られている。かかる受信光感度は、反射減衰量が６０ｄＢの場合とほぼ同じ特性が得られており、エラーフリーを実現することができる。
【実施例３】
【００４２】
実施例３では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの他の例を説明する。当該光伝送システムは、パッチコードおよびＳＭＦ伝送路の接続部に従来の反射減衰量２０ｄＢの終端コネクタを用いるが、さらに、光アイソレータを備えることを特徴としている。
【００４３】
図５は、実施例３に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。図５に示す短距離光伝送システムのうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
【００４４】
第１のパッチコード３０のＳＭＦ伝送路４０側の端面には、終端コネクタ３４が、第２のパッチコード５０のＳＭＦ伝送路４０側の端面には、終端コネクタ５４が、リンクに設置されるＳＭＦ伝送路４０の両端には、終端コネクタ４５,４６が、それぞれ接続されている。終端コネクタ３４，４５，４６，５４は、通常の球面研磨を行ったＰＣコネクタであり、各接続点での反射減衰量は２０ｄＢとなっている。よって、終端コネクタ３４，４５の接続部である第１の接続部及び終端コネクタ４６，５４の接続部である第２の接続部において、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの性能を劣化させるに値するだけの反射が発生する。しかし、当該光伝送システムは、少なくともアイソレーションが４０ｄＢ以上の特性を有する光アイソレータ４７を備えており、光アイソレータ４７が戻り光の損失を増加させる。リンク内に入出力端の反射減衰量が６０ｄＢ以上であり、かつ、光アイソレータ４７を挿入することにより、第１の接続部での反射戻り光が光ＰＡＭ−８送信器１０において再度反射することなく減衰することになり、多重反射が抑制される。また、第２の接続部での反射戻り光は光アイソレータ４７によって４０ｄＢ減衰した後、第１の接続部で２０ｄＢ減衰してさらに反射される。よって、両接続点での反射減衰量が等価的に３０ｄＢであるケースと同じ結果が得られることになる。なお、光アイソレータ４７が、多重反射を抑制するために、伝送路光ファイバの両端からの反射を抑制する反射抑制手段である。
【００４５】
図６は、本実施例３の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係の計算例を示す図である。リンク内に光アイソレータ４７を挿入することで、受信光感度−５．８ｄＢｍでＳＮ比１８ｄＢ以上（符号誤り率１０−１５以下）、受信光感度−９．４ｄＢｍでＳＮ比１２．７ｄＢ（符号誤り率１０−５程度）と反射減衰量が６０ｄＢの場合とほぼ同じ特性が得られており、エラーフリーを実現することができる。
【実施例４】
【００４６】
実施例４では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの他の例を説明する。当該光伝送システムは、リンクが２つの異なるＳＭＦ伝送路４０，８０と、第３のパッチコード７０を備えることを特徴としている。
【００４７】
図７は、実施例４に係る光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムの構成図の例である。当該光伝送システムの送信端において、光ＰＡＭ−８送信器１０は、デジタル２値信号から光ＰＡＭ−８信号を生成し、第１の光パッチコード３０を介してリンク内の第１のＳＭＦ伝送路であるＳＭＦ伝送路４０に該光ＰＡＭ−８信号を送出する。ＳＭＦ伝送路４０は第３のパッチコード７０を介して第２のＳＭＦ伝送路であるＳＭＦ伝送路８０に接続されており、第２のＳＭＦ伝送路８０は、第２のパッチコード５０を介して該光ＰＡＭ−８信号を受信端である光ＰＡＭ−８受信器６０に送出し、光ＰＡＭ−８受信器６０は、該光ＰＡＭ−８信号を受信してデジタル２値信号に識別再生する。
【００４８】
図７に示す短距離光伝送システムのうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については説明を省略する。
【００４９】
実施例１と同様に、第１のパッチコード３０の両端には、終端コネクタ３１，３２が、第２のパッチコート５０の両端には、終端コネクタ５１，５２が、リンクに設置されるＳＭＦ伝送路４０の両端には、終端コネクタ４１，４２が、それぞれ接続されている。本実施例では、さらに、第３のパッチコード７０の両端には、終端コネクタ７１，７２が、第２のＳＭＦ伝送路であるＳＭＦ伝送路８０の両端には、終端コネクタ８１，８２が、それぞれ接続されている。接続部で不要な反射が発生しないように、全ての終端コネクタの端面にＡＰＣ研磨が施されているので、各接続点での反射減衰量は全て６０ｄＢ以上が保証されている。
【００５０】
よって、本実施例４の構成に基づいて、ＰＡＭ−８信号における受信光感度とＳＮ比との関係は、リンク内にＳＭＦ伝送路が１つの場合の計算結果である図２と同じ計算結果となる。
【００５１】
なお、本実施例では、リンク内のＳＭＦ伝送路を２つとしているが、全ての接続部の反射減衰量が６０ｄＢ以上が確保されていれば、３つ以上のＳＭＦ伝送路を有するリンクでも同様の効果が期待できる。また、実施例２および３に係るパッチコードとＳＭＦ伝送路とのいかなる組み合わせでも、同様の効果が得られることは自明である。
【実施例５】
【００５２】
実施例５では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムに用いられる光送信モジュールの例を説明する。本実施例に係る光送信モジュールは、実施例１乃至４に係る光伝送システムに用いられている光送信モジュールであり、図１、図３、図５、図７にそれぞれ示される光ＰＡＭ−８光送信器１０である。光ＰＡＭ−８光送信器１０は、光ＰＡＭ−８信号を出力する信号出力端子を備えており、該信号出力端子は、第１のパッチコード３０の終端コネクタ３１と接続して、接続部を形成する。該信号出力端子の端面は、実施例１の終端コネクタと同様に、ＡＰＣ研磨が施されている。それゆえ、該接続部での反射減衰量は６０ｄＢ以上が保証されている。信号出力端子の端面は、実施例２の終端コネクタと同様に、ＳＰＣ研磨が施されていてもよい。この場合、各接続点での反射減衰量は４０ｄＢ以上が保証されている。光伝送システムが、当該光送信モジュールを備えることにより、当該光送信モジュールが出力する光ＰＡＭ−８信号を、光伝送システムは、多重反射が抑制された状態で、伝送路光ファイバに伝送することが出来る。
【実施例６】
【００５３】
実施例６では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムに用いられる光受信モジュールの例を説明する。本実施例に係る光受信モジュールは、実施例１乃至４に係る光伝送システムに用いられている光受信モジュールであり、図１、図３、図５、図７にそれぞれ示される光ＰＡＭ−８光受信器６０である。光ＰＡＭ−８光受信器６０は、光ＰＡＭ−８信号が入力される信号入力端子を備えており、該信号入力端子は、第２のパッチコード５０の終端コネクタ５１と接続して、接続部を形成する。該信号入力端子の端面は、実施例１の終端コネクタと同様に、ＡＰＣ研磨が施されている。それゆえ、該接続部での反射減衰量は６０ｄＢ以上が保証されている。信号入力端子の端面は、実施例２の終端コネクタと同様に、ＳＰＣ研磨が施されていてもよい。この場合、各接続点での反射減衰量は４０ｄＢ以上が保証されている。光伝送システムが、当該光受信モジュールを備えることにより、光伝送システムは、多重反射が抑制された状態で、伝送路光ファイバより光ＰＡＭ−８信号を当該光受信モジュールへ伝送し、光ＰＡＭ−８信号を受信させることが出来る。
【実施例７】
【００５４】
実施例７では、光ＰＡＭ−８方式の短距離光伝送システムに用いられる光モジュールの例を説明する。本実施例に係る光モジュールは、実施例５に係る光ＰＡＭ−８光送信器１０と、実施例６に係る光ＰＡＭ−８光受信器６０と、を備える光送受信モジュールである。光伝送システムが、両端に光モジュールをそれぞれ備え、実施例１乃至４で説明した伝送路を双方向用に２本さらに備えることにより、双方向の光伝送が可能な、光伝送システムとすることが出来る。
【００５５】
以上、本発明に係る光伝送システム、光送信モジュール、光受信モジュール、及び光モジュールについて説明した。実施例１では、接続部での反射減衰量が６０ｄＢ以上保証される終端コネクタについて、実施例２では、接続部での反射減衰量が４０ｄＢ以上保証される終端コネクタについて、それぞれ説明したが、本発明はこれら終端コネクタに限定されることがないのは言うまでもない。少なくとも反射減衰量が２７ｄＢ以上となる終端コネクタであれば、多重反射が抑制される光伝送システムが実現され、本発明の効果が得られる。同様に、実施例５に係る信号出力端子及び実施例６に係る信号入力端子も、反射減衰量が２７ｄＢ以上であれば、本発明の効果が得られる。また、本発明に係る光伝送システムとして、短距離光伝送システムについて説明したが、これに限定されることはなく、伝送路光ファイバを備える光伝送システムに広く適用することが出来る。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ＰＡＭ−８送信器、１１  半導体レーザ、１２  レンズ、１３  光変調器、１４  ＰＡＭ−８エンコーダ、１５  電力増幅器、３０  第１のパッチコード、３１，３２，３３，３４  終端コネクタ、４０  ＳＭＦ伝送路、４１，４２，４３，４４，４５，４６  終端コネクタ、４７  光アイソレータ、５０  第２のパッチコード、５１，５２，５３,５４  終端コネクタ、６０  ＰＡＭ−８受信器、６１  受光素子、６２  トランスインピーダンス増幅器、６３  識別器、７０  第３のパッチコード、７１，７２  終端コネクタ、８０  ＳＭＦ伝送路、８１，８２  終端コネクタ。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
2013187662.tif 000012
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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