JP3371911B2 - 光通信システム用デュオバイナリ符号化および変調技術 - Google Patents
光通信システム用デュオバイナリ符号化および変調技術Info
- Publication number
- JP3371911B2 JP3371911B2 JP54100698A JP54100698A JP3371911B2 JP 3371911 B2 JP3371911 B2 JP 3371911B2 JP 54100698 A JP54100698 A JP 54100698A JP 54100698 A JP54100698 A JP 54100698A JP 3371911 B2 JP3371911 B2 JP 3371911B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sequence
- traveling
- binary
- signal
- duobinary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
- H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
- H04B10/5055—Laser transmitters using external modulation using a pre-coder
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M5/00—Conversion of the form of the representation of individual digits
- H03M5/02—Conversion to or from representation by pulses
- H03M5/16—Conversion to or from representation by pulses the pulses having three levels
- H03M5/18—Conversion to or from representation by pulses the pulses having three levels two levels being symmetrical with respect to the third level, i.e. balanced bipolar ternary code
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
- H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/516—Details of coding or modulation
- H04B10/5167—Duo-binary; Alternative mark inversion; Phase shaped binary transmission
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
関し、特に、光伝送システムに用いるデュオバイナリ符
号化および変調技術に関するものである。
送する信号を適切に符号化し、変調することが不可欠で
ある。10Gb/s、あるいはそれ以上のビット速度に対する
要求が高まるにつれて、送信機およびファイバに固有
の、ある種の制約が顕在化する。これらの制約の1つに
色分散があるが、これは、光信号の変調帯域幅を減少さ
せることで緩和できる。
れ、その詳細は、例えば、F.G.ストリムラ(Stremler)
著の「通信システム入門」(アデイソン−ウエズリ(Ad
dison−Wesley)出版社、1982年、第2版)に説明され
ている。バイナリ伝送システムでは、「d」および
「n」の2つのシンボルのみが使用される。さらに詳述
すると、情報のビットは、論理「1」および論理「0」
の2つの値をとる。これら2つのとりうる信号の1つ
が、T秒のシグナリング間隔毎に送信される。デュオバ
イナリ・シグナリングは、非0(non−zero)信号に対
して2つのレベル、例えば、「−1」と「1」を使用す
る。その結果、シンボルは、「−1」,「0」,「1」
の3つとなる。バイナリ信号に帯域幅B2が必要な場合、
デュオバイナリ・シグナリングに対する帯域幅は、理論
上、B=B2/2となる。すなわち、デュオバイナリ信号
は、同一の情報を符号化するのに、バイナリ信号の伝送
帯域幅の1/2で済む。従って、この種のシグナリングを
使用して、分散の影響を減ずることができ、結果とし
て、伝送距離が長いときの高い符号間干渉を減少させる
ことができる。
スを作成する方法は、数多く存在する。一般的に、どの
デュオバイナリ符号化方法も、符号間干渉(ISI)の導
入に基づいており、直前のシンボルのみから生成するよ
う制御される。現在使用されている方法では、2つの連
続するバイナリ入力を加算して、yk=xk+xk-1としてい
る。ここで、xkは入力シーケンス、ykは出力シーケンス
である。この方法では、受信機が、式x'k=yk+x'
k-1(ここでx'は、符号化されたバイナリ・データ・ス
トリームである)を解かなければならない。この式を解
くということは、受信機側で回路を追加することを意味
する。さらに、この方法では、システム中を復号化誤差
が伝搬しがちになる。
理和(XOR)演算を使用して、そのバイナリ・データを
最初にプリコード化するものがある。そして、この排他
的論理和符号化されたバイナリ・シーケンスpkを使っ
て、時間で変動するバイナリ信号を形成する。これによ
って、復号化のルールが簡単になり、受信機は、ISIが
制御された状態で、現在の受信サンプルのみに基づいて
各バイナリを決定できる。従って、受信機では、yk=±
dの場合、x'k=0となり、yk=0の場合、x'k=1とな
る。
ント社に譲渡された、ギンズバーグ(Ginzburg)他によ
る米国特許第5,408,500号は、ツイスト・ペア(撚り対
線)を介した高速信号伝送用のデュオバイナリ符号化技
術を開示している。このデュオバイナリ符号化の後に
は、符号化信号の適切なフィルタ処理が行なわれる。そ
の結果得られるデュオバイナリ・シーケンスは、バイナ
リ入力と同等であるが、元のバイナリxk=1が、+また
は−レベルのいずれかに符号化される点が異なる。入力
バイナリ「1」が、奇数個の「0」によって分離される
とき、これらの「1」は、デュオバイナリ・シーケンス
において逆極性のパルスとして符号化される。また、入
力バイナリ「1」が、偶数個の「0」によって分離され
るとき、これらの「1」は、デュオバイナリ・シーケン
スにおいて同極性のパルスとして符号化される。
ィング演算により、送信機の構造がいくらか複雑になっ
てしまう。
している。多くの場合、送信機の光源は、連続波(CW)
モードで動作する半導体レーザであり、この外付けの変
調器は、適切なビット速度で連続波信号の位相を変化さ
せる。このような変調器の1つに、マッハ−ツェンダー
(M−Z)干渉計がある。マッハ−ツェンダー干渉計
は、光導波管スプリッタと導波管コンバイナとの間に接
続された1対の導波管チャネル、すなわちアームからな
る。また、光源は、Y字型に分岐したスプリッタまたは
方向性結合器としての役割を果たす導波管スプリッタに
光学的に結合されている。そのスプリッタからの2つの
光ビームは、導波管アームを経由して進行し、導波管コ
ンバイナによって再結合する。この再結合した光は、導
波管コンバイナの出力ポートを出て、伝送のため、光フ
ァイバと光学的に結合される。
において共通波から分離された2つの光波が、変調器の
出力ポート近くの再結合する地点において干渉を起す、
という原理に従って動作する。干渉状態は、分離点と再
結合点間における、これら2つの波が進行する距離の差
に支配される。これらの距離は、分離と再結合間の光経
路を規定する2つの導波管の光指数を変えることによっ
て制御される。
のバイアス電圧とを合成して、変調器の製造における導
波管のばらつきとは無関係に、特定の干渉状態を確保す
ることは、一般的に行われていることである。これは、
しばしばバイアス・ティーを使用して行われる。以下に
おいて、変調器は適切にバイアスされているものとす
る。3電極構成のマッハ−ツェンダー干渉計変調器で
は、第1の電極および第2の電極各々が、光導波管アー
ムに関係している。これらは、進行波電極とも呼ばれ
る。第3の電極は、通常、アーム間に配置される。
Vπの間で変化する駆動電圧が、第1の電極に供給さ
れ、第2の電極は、一定のバイアス電圧に保持されてい
る。都合の悪いことに、この変調方法で使用可能な駆動
電圧は、第1の電極に関連するアームにおいてのみ位相
偏移を起させる。よって、ここで述べた他の方法と比較
すると、所定電圧に対して実現可能な変調深度が制限さ
れる。
が2つのアーム間で分割される。例えば、1方のアーム
には0から−Vπ/2、他方のアームには−Vπ/2から−
Vπのように分割される。第3の電極はアースに接続す
る。この位相偏移変調方法は、プッシュ−プルとして知
られている。
2つのビームが同相で導波管コンバイナに到達して、最
大輝度または「オン」状態が提供される。逆に、1つま
たは両方のアームに変調電圧を供給すると、差動位相変
化が発生し、最小輝度または「オフ」状態となる。よっ
て、このプッシュ−プル構成は、1アーム変調よりも、
駆動電圧を効率的に使用しており、所定の電圧に対し
て、純粋に位相偏移が2倍になる。
変調技術を使用した実験についての報告書は、外付けの
変調器に対するバイアス電圧の選択、および駆動信号中
の輝度レベルに従って分類することができる。第1のグ
ループでは、3つの異なる光輝度レベルが、デュオバイ
ナリ駆動信号により生成される。これは、G.メイ(Ma
y)他による論文「デュオバイナリ受信機を用いた1538n
mにおける10Gb/sファイバ伝送距離の拡大」(IEEEフォ
トニクス技術レター、1994年、第6巻、第5号)に開示
されている(以下、これを「引例1」という)。第2の
グループは、デュオバイナリ駆動によって2つの輝度レ
ベルを発生させるものである。これは、A.J.プライス
(Price)他による論文「色分散のばらつきを改善した
縮小帯域幅光ディジタル輝度変調」(電子工学レター、
1995年、第31巻、第1号)(以下、これを「引例2」と
いう)と、K.ヨネンガ(Yonenga)他による論文「受信
機感度の劣化がない光デュオバイナリ伝送システム」
(電子工学レター、1995年、第31巻、第4号)(以下、
これを「引例3」とする)と、A.J.プライス他による論
文「部分的な応答方法を用いた非分散偏移ファイバを介
した、210Kmレピータの10Gb/s伝送実験」(IEEEフォト
ニクス技術レター、1995年、第7巻、第10号)(これ
を、以下「引例4」という)とに開示されている。この
最後のアプローチによって検出方法は簡単になったが、
どの技術を用いても、常に信号帯域幅をファクタ2まで
減少させることはできない。
受信機の両方で回路の追加を必要とするデュオバイナリ
・システムを開示する。この送信機には、遅延フィード
バック経路を有するXORゲートからなる符号化器が含ま
れ、現在およびその前のシンボルからデュオバイナリ・
シーケンスの各シンボルを決定する。また、受信機は2
つの判定回路を含んでおり、その1つは、低閾値を有す
ることで、「1」レベルから「0」レベルを区別し、も
う1つの判定回路は、高閾値を有することで、「2」レ
ベルから「1」レベルを区別している。この試験によっ
て、試験対象とした距離範囲において、バイナリ受信機
よりもデュオバイナリ受信機の方が、色分散の影響が少
ないという結論が出た。しかしながら、受信機にハード
ウェアを追加して、着信信号を復号化しなければなら
ず、その結果、受信機の感度に支障が出る。
よってキャリア信号をデュオバイナリ・シーケンスで変
調すると、2つの輝度レベルが得られる。光信号は、最
大吸光率(「0」光レベル)をもたらす中間レベルを有
し、2つの外側のレベルが、等輝度(「1」光レベル)
をもたらす。この光信号は、既存のSDHおよびSONETイン
タフェース標準の要求を満たす特性を呈し、そのため、
受信用には従来の受信機が必要となる。しかしながら、
これらの文献中で議論されている例は、固有の制御回路
を用いて、光キャリアを破棄するための最大吸光率を示
す点に関して、マッハ−ツェンダー変調器用にバイアス
電圧がかけられた、差動符号化されたデータ・ストリー
ムを使用している。
プッシュ−プルあるいは単一アーム変調方法を使用し
た、標準的なデュオバイナリ符号化技術を開示している
ため、これら全てが、上述のような欠点を持っている。
行できる符号化回路を使用し、さらに、直流成分が少な
く、かつ伝送帯域幅を減少させた符号化信号を提供する
デュオバイナリ符号化技術が必要となる。
く、かつデュオバイナリ符号化技術とともに使用でき
て、伝送信号の帯域幅を減少させることができ、そし
て、外付けの変調器の寿命を延ばすことが可能な変調方
法も必要となる。
通信システム用のデュオバイナリ符号化および変調技術
を提供することである。
使用するとともに、送信機側には、何らプリ・コーディ
ング回路を必要とせず、また、受信機側には、復号化回
路の追加が不要なデュオバイナリ符号化回路を提供する
ことである。本発明者に係る符号化回路はまた、帯域制
限素子として動作する。
直流成分のない変調信号を提供し、さらに、所定のシン
ボル速度に対して、事実上2の帯域幅減少ファクタを与
えるデュオバイナリ符号化技術を提供することである。
ッシュ−プル駆動変調器、あるいは仮想アースを有する
差動駆動変調器に基づく光変調技術を提供することであ
る。
d)を符号化してデュオバイナリ出力シーケンスy(+
d,n,−d)を得る符号化方法において、上記バイナリ入
力シーケンスx(n,d)の対応ビットxkが第1の論理レ
ベル「n」を有するときに、上記デュオバイナリ出力シ
ーケンスy(+d,n,−d)のビットykに上記第1の論理
レベル「n」を与える工程と、上記入力シーケンスx
(n,d)内の連続するビットxk-1,xkが、上記第1の論理
レベル「n」から第2の論理レベル「d」への変化を含
むときには常に、上記第1の論理レベル「n」より、上
記デュオバイナリ出力シーケンスy(+d,n,−d)のビ
ットykを切り換えて、上記第2の「+d」の論理レベル
と第3の「−d」の論理レベルの1つを選択的に推定す
る工程と、対応するビットxkが、上記第2の論理レベル
「d」を維持し、かつ、上記入力シーケンスx(n,d)
内の連続するビットxk-1,xkが、上記第2の論理レベル
「d」から上記第1の論理レベル「n」への変化を含む
場合は常に、ビットykの論理レベルを、上記第2の論理
レベル「+d」と上記第3の論理レベル「−d」の1つ
に維持する工程とを備える方法に係るものである。
スx(0,1)を符号化してデュオバイナリ出力シーケン
スy(+1,0,−1)を得る符号化方法において、上記バ
イナリ入力シーケンスx(0,1)より、バイナリ切換え
信号Q(0,1)を準備する工程であって、この信号は、
上記入力シーケンスx(0,1)が、ビットxk=0の連
続、ビットxk=1の連続、ビットxk=0,xk=1の連続の
1つを含むときに、現在の論理値を維持し、また、上記
入力シーケンスx(0,1)が、ビットxk=1,xk+1=0の
連続を含むときには、反対の論理値に切り換える、当該
工程と、上記バイナリ入力シーケンスx(0,1)と上記
切換え信号Q(0,1)を論理加算して、第1のバイナリ
・シーケンスa(0,1)を得る工程と、上記バイナリ入
力シーケンスx(0,1)と上記切換え信号の補数(1,
0)を論理加算して、第2のバイナリ・シーケンスb
(0,1)を得る工程と、上記第1および第2のバイナリ
・シーケンスを加算して、上記デュオバイナリ出力シー
ケンスy(+1,0,−1)を得る工程とを備える。
1)を符号化してデュオバイナリ出力シーケンスy(+
1,0,−1)を得る符号化装置において、バイナリ切換え
信号(0,1)を生成する手段と、上記バイナリ入力シー
ケンスx(0,1)と上記切換え信号(0,1)を受信して、
第1のバイナリ・シーケンスa(0,1)を提供する第1
のAND回路と、上記バイナリ入力シーケンスx(0,1)と
上記切換え信号の補数(1,0)を受信して、第2のバ
イナリ・シーケンスb(0,1)を得る第2のAND回路と、
上記第1および第2のバイナリ・シーケンスを処理し
て、出力端子上に上記出力シーケンスy(+1,0,−1)
を得る加算器とを備える。
信号で持続波(CW)光キャリアを変調するマッハ−ツェ
ンダー(M−Z)干渉計において、当該マッハ−ツェン
ダー干渉計は、第1および第2の進行導波管と、入力ポ
ートと上記第1および第2の進行導波管との間のスプリ
ッタと、上記第1および第2の進行導波管と出力ポート
との間のコンバイナと、各々が上記第1および第2の進
行導波管それぞれに関連する第1および第2の進行波電
極とを有し、当該マッハ−ツェンダー干渉計は、さら
に、上記変調信号を上記第1の進行波電極のスプリッタ
側に印加し、かつ、上記相補変調信号を上記第2の進行
波電極のスプリッタ側に印加する手段と、第1の端部を
上記第1の進行波電極のコンバイナ側へ接続し、第2の
端部をアースへ接続する第1の整合インピーダンスと、
第1の端部を上記第2の進行波電極のコンバイナ側へ接
続し、第2の端部をアースへ接続する第2の整合インピ
ーダンスと、上記持続波光キャリア信号を上記入力ポー
トに結合する手段と、上記出力ポートからのデュオバイ
ナリ変調された光信号を光ファイバに結合する手段とを
備える装置を提供する。
無関係に、バイナリ入力をデュオバイナリ出力に変換す
るので、ファクタ2の帯域幅減少が得られる。これは、
標準的なデュオバイナリ方法では得られないものであ
る。また、本発明によって生成される符号化信号の直流
成分も少ない。直流成分が少ないので、結果として、キ
ャリア周波数をより良く抑制できる。これはまた、誘導
ブリユアン散乱閾値の立ち上がりを高入射パワーに推移
させる。従って、高光パワーをファイバに入射できる。
用いた、本発明に係る変調技術によって、個々のドライ
バで要求される振幅を、従来のプッシュ−プル駆動構成
で必要となる振幅のおよそ半分に減らすことができる。
の目的、機能、利点は、添付図面に示すように、以下
の、実施の形態のより詳細な説明によって明らかとな
る。
成に用いる符号化回路を示す図である。
信号について、フィルタ処理されたパワー・スペクトル
密度と周波数との関係を示す図である。
ーディングは、入力バイナリ信号x(0,1)に対して行
われ、式pk=XOR(xk,pk-1)を用いて、プリ・コーディ
ングされた信号p(0,1)を得る。次に、プリ・コーデ
ィングされた信号内で「0」が「−1」に置き換えられ
て、シーケンスp'(0,1,−1)を得る。そして、さらに
演算yk=p'k-1+p'kを行って、ドライブ・シーケンスを
得る。その結果、連続するどの奇数個の「1」に対して
も、駆動信号の変調帯域幅が、ファクタにして2だけ減
少する。同様に、Eフィールドには、キャリア周波数に
おける成分が全くない。しかし、表1の例に示すよう
に、偶数個の連続する「1」を有する入力シーケンスの
場合、このようにはならない。
信号の帯域幅と同じであり、直流成分も、バイナリ入力
信号のそれと同じである。従って、この方法は、一般に
直流成分を除去するものではなく、むしろ直流を、ある
パターンに減少させるものである。
ero)の入力ビットにのみ影響を及ぼすものである。つ
まり、入力ビット「0」は、「0」の出力ビットとな
る。入力ビット「1」は、出力ビット「1」または「−
1」に置き換えられる。これは、出力において唯一許容
される推移が、「1」からいかなる数の「0」、および
「−1」へ、あるいは、その逆となるよう行われる。こ
のように、駆動信号中の「1」の数は、実質的に「−
1」の数に等しい。よって、直流成分の最大の減少がな
される。
調動作の実行に使用されるブロックを示す図である。符
号化回路1は、入力3で、バイナリ入力シーケンスx
(0,1)を受信し、出力5に、デュオバイナリ出力シー
ケンスy(0,1,−1)を与える。この出力シーケンスy
(0,1,−1)は、ドライバ7に入力され、このドライバ
が、変調器9の電極19に駆動信号12を供給する。
ダー干渉計である。バイアス電圧VBiasは、進行波電極1
5,17間に印加される。レーザ11は、既知の方法で、CW光
キャリア信号14を、変調器9の光導波管スプリッタの入
力ポート8に供給する。この変調器の導波管コンバイナ
の出力ポート10では、変調光信号16が得られ、送信のた
め、その信号を光ファイバ13に結合する。
らなり、反転出力をD入力に接続して、周期Tの遅延
を得ている。これは、ビットxk,xk-1を同時に得るため
に必要となる。フリップ・フロップ21のクロック入力に
は、バイナリ・ストリームx(0,1)が印加される。各
ビットxk後における、このフリップ・フロップの状態
は、そのビットxkの前の入力(D)に等しい。言い換え
れば、Xk=Dとなる。このように、入力シーケンスx
(0,1)が「0」の連続、「1」の連続、あるいは、
「0」の後に「1」が続くときは常に、フリップ・フロ
ップ21は前の状態を保ち、Q=0,=1という論理
「0」の状態、または、Q=1,=0という論理「1」
の状態になる。論理「1」のxkビットの後に「0」がく
る場合には、常にフリップ・フロップ21は、その状態を
変える。これを、以下の表2,表3の2行目および3行目
に示す。
ート23の入力、および第2のANDゲート25の入力にも印
加される。ANDゲート23の第2の入力は、フリップ・フ
ロップ21の出力Qを受信するので、ANDゲート23の出力
において、バイナリ・シーケンス(0,1)を得る。ここ
で、シーケンスaの各ビットakを、ak=xk+xk-1と定義
する。これは、以下の表2,表3の4行目に示されてい
る。
からの出力を受信するので、ANDゲート25の出力にお
いて、バイナリ・シーケンスb(0,1)を得る。ここ
で、このシーケンスbの各ビットbkを、bk=xk+k-1
と定義する。これを、以下の表2,表3の5行目に示す。
出力5において、符号化されたストリームy(0,1,−
1)を得る。この加算回路27は、ゲート23,25が行うよ
うな論理「AND」というよりも、信号の代数和をとる。
構成には、図1Aに示すように、差動駆動されるマッハ−
ツェンダー変調器構成に基づくものがある。この場合、
駆動信号は、ライン12,12'各々に供給される差動信号で
あり、これらの差動信号は、差動対をなすドライバ19を
用いて、デュオバイナリ・シーケンスy(0,1,−1)よ
り生成される。進行波電極15,17各々は、入力8に近い
第1の端部において、個々のライン12または12'より、
アクティブな、電気的に変調された信号を受信する。第
1の整合インピーダンスZ1が、変調器の出力ポート10近
傍において、電極15の第2の端部をアースに接続してい
る。一方、第2の整合インピーダンスZ2が、電極17の第
2の端部をアースに接続している。
のアクティブなラインのアースに対するインピーダンス
の事実上2倍になり、仮想のアース線をもたらしてい
る。この仮想アース線は、物理的な地面と電気的に接続
されていないが、進行波ドライブ電極間のどこかに位置
しており、駆動RF波の伝搬方向にほぼ平行になってい
る。このように駆動することで、個々の駆動回路の要す
る駆動振幅を、上述のプッシュ−プル駆動構成に要した
振幅のほぼ半分まで減少できる効果がある。
力シーケンスがデュオバイナリ出力シーケンスに変換さ
れるかを示すものである。
おり、この回路は、バイナリ・シーケンスa(0,1),b
(0,1)のビットak,bkを受信し、出力シーケンスのビッ
トykを与える。図2Bは、図2Aの回路に対する真理値表を
示す。上記の表2,表3から分かるように、出力シーケン
スy(0,1,−1)のビットは、ak=0,bk=1のとき論理
「1」と規定される第1の値、ak=1,bk=0のとき論理
「−1」と規定される第2の値、そして、ak=bk=0の
とき論理「0」と規定される第3の値をとる。なお、符
号化回路の説明との関連から明らかなように、ak=1,bk
=1は有効な入力ではない。
ベース端子上で、第1のバイナリ・シーケンスa(0,
1)のビットを受信する。トランジスタ35のコレクタ
は、参照符号41で示す負荷抵抗(R)に接続され、エミ
ッタは、電流源39を介してVDDに接続されている。第2
のトランジスタ33は、そのベースで、インバータ31が与
える、第2のバイナリ・シーケンスb(0,1)を反転し
たものを受信する。このトランジスタ33のコレクタもま
た、負荷抵抗41に接続され、エミッタは、第2の電流源
37に接続されている。電流源37,39は両方とも、各トラ
ンジスタが導通すると、抵抗Rを介して電流「i」を供
給する。
値、すなわちiR,2iR,0をとり得る。ykは、信号ak,bkが
論理「0」のとき、i・Rの値をとる。これは、トラン
ジスタ33が導通し、トランジスタ35が非導通状態の場合
に対応する。ak=0,bk=1のとき、信号kは論理
「0」となり、トランジスタ33,35が両方とも導通する
ので、出力5の電位は、2i・Rの値をとる。ak=1,bk=
0のとき、信号kは論理1となり、両方のトランジス
タが非導通になって、ykは0となる。加算回路27がAC結
合されていれば、3つのレベルは、論理「1」がi・
R、論理「0」が0、そして、論理「−1」が−i・R
となる。
と置き換えることができる。
−1」に対して、変調がどのように影響されるかを示す
図である。電極15,17間には、バイアス電圧VBiasが印加
され、デュオバイナリ符号化された駆動シーケンスが、
図1に示すように、変調器9の電極19に印加される。光
デュオバイナリ信号は、「オン」,「オフ」という2つ
のレベルを有し、「オン」状態の位相は、「0」および
「π」の値を交互にとる。図1Aに示す場合、VBiasは、
上述した方法で得られる仮想アース電圧である。
た光信号について、周波数に対するスペクトル密度の変
化を実線で示している。また、点線は、引例2,3,4に発
表されたデュオバイナリ方法に対する同一のパラメータ
を示す。この比較には、擬似ランダム・ビット・シーケ
ンス(PRBS)を使用した。図4に示すように、本発明の
符号化回路を用いて得た、実験の曲線で表された直流成
分は、従来の符号化器の直流成分よりも小さくなってい
る。
付の請求項の範囲内で、より広い態様において本発明の
範囲を逸脱することなく、当業者に想到されるような、
さらなる変形および改良が可能となる。
Claims (7)
- 【請求項1】バイナリ入力シーケンスx(0,1)を符号
化してデュオバイナリ出力シーケンスy(+1,0,−1)
を得る符号化方法において、 前記バイナリ入力シーケンスx(0,1)より、バイナリ
切換え信号Q(0,1)を準備する工程であって、この信
号は、前記入力シーケンスx(0,1)が、ビットxk=0
の連続、ビットxk=1の連続、ビットxk=0,xk=1の連
続の1つを含むときに、現在の論理値を維持し、また、
前記入力シーケンスx(0,1)が、ビットxk=1,xk+1=
0の連続を含むときには、反対の論理値に切り換える、
当該工程と、 前記バイナリ入力シーケンスx(0,1)と前記切換え信
号Q(0,1)を論理加算して、第1のバイナリ・シーケ
ンスa(0,1)を得る工程と、 前記バイナリ入力シーケンスx(0,1)と前記切換え信
号の補数Q(1,0)を論理加算して、第2のバイナリ・
シーケンスb(0,1)を得る工程と、 前記第1および第2のバイナリ・シーケンスを加算し
て、前記デュオバイナリ出力シーケンスy(+1,0,−
1)を得る工程とを備え、 さらに、前記出力シーケンスy(+1,0,−1)より駆動
信号を生成する工程を備え、 さらに、第1および第2の進行導波管と、入力ポートと
前記第1および第2の進行導波管との間のスプリッタ
と、前記第1および第2の進行導波管と出力ポートとの
間のコンバイナと、各々が前記第1および第2の進行導
波管それぞれに関連した第1および第2の進行波電極
と、制御電極とを有する外付けの変調器を提供する工程
と、 前記駆動信号を前記外付けの変調器にAC結合する工程
と、 前記外付けの変調器を用いて、前記駆動信号によって持
続波(CW)光キャリア信号を変調する工程とを備えるこ
とを特徴とする符号化方法。 - 【請求項2】前記外付けの変調器はマッハ−ツェンダー
干渉計であり、前記変調工程は、 前記入力ポートを配列して、前記マッハ−ツェンダー干
渉計の前記入力ポートに前記持続波キャリア信号を供給
する工程と、 前記出力ポートを配列して、デュオバイナリ変調された
光信号を光ファイバに結合する工程とを備えることを特
徴とする請求項1記載の符号化方法。 - 【請求項3】前記変調工程は、 前記第1および第2の進行波電極間にバイアス電圧V
Biasを印加する工程と、 前記制御電極に前記駆動信号を印加する工程とを備える
ことを特徴とする請求項1記載の符号化方法。 - 【請求項4】バイナリ入力シーケンスx(0,1)を符号
化してデュオバイナリ出力シーケンスy(+1,0,−1)
を得る符号化方法において、 前記バイナリ入力シーケンスx(0,1)より、バイナリ
切換え信号Q(0,1)を準備する工程であって、この信
号は、前記入力シーケンスx(0,1)が、ビットxk=0
の連続、ビットxk=1の連続、ビットxk=0,xk=1の連
続の1つを含むときに、現在の論理値を維持し、また、
前記入力シーケンスx(0,1)が、ビットxk=1,xk+1=
0の連続を含むときには、反対の論理値に切り換える、
当該工程と、 前記バイナリ入力シーケンスx(0,1)と前記切換え信
号Q(0,1)を論理加算して、第1のバイナリ・シーケ
ンスa(0,1)を得る工程と、 前記バイナリ入力シーケンスx(0,1)と前記切換え信
号の補数Q(1,0)を論理加算して、第2のバイナリ・
シーケンスb(0,1)を得る工程と、 前記第1および第2のバイナリ・シーケンスを加算し
て、前記デュオバイナリ出力シーケンスy(+1,0,−
1)を得る工程とを備え、 さらに、前記出力シーケンスy(+1,0,−1)より、駆
動信号と相補駆動信号とらからなる差動駆動信号を生成
する工程を備え、 さらに、第1および第2の進行導波管と、入力ポートと
前記第1および第2の進行導波管との間のスプリッタ
と、前記第1および第2の進行導波管と出力ポートとの
間のコンバイナと、各々が前記第1および第2の進行導
波管それぞれに関連した第1および第2の進行波電極と
を有する外付けの変調器を提供する工程と、 前記駆動信号を前記外付けの変調器にAC結合する工程
と、 前記外付けの変調器を用いて、前記駆動信号によって持
続波(CW)光キャリア信号を変調する工程とを備えるこ
とを特徴とする符号化方法。 - 【請求項5】前記変調工程は、 第1のインピーダンスの第1の端部を、前記第1の進行
波電極のコンバイナ側に接続し、かつ、この第1のイン
ピーダンスの第2の端部をアースへ接続する工程と、 第2のインピーダンスの第1の端部を、前記第2の進行
波電極のコンバイナ側に接続し、かつ、この第2のイン
ピーダンスの第2の端部をアースへ接続する工程と、 前記駆動信号を前記第1の進行波電極のスプリッタ側に
印加し、かつ、前記相補駆動信号を前記第2の進行波電
極のスプリッタ側に印加する工程と、 前記第1および第2のインピーダンスの値を調整して、
前記駆動信号および前記相補駆動信号に対する仮想アー
スを得る工程とを備えることを特徴とする請求項4記載
の符号化方法。 - 【請求項6】デュオバイナリ符号化された駆動信号で持
続波(CW)光キャリアを変調するマッハ−ツェンダー
(M−Z)干渉計において、当該マッハ−ツェンダー干
渉計は、第1および第2の進行導波管と、入力ポートと
前記第1および第2の進行導波管との間のスプリッタ
と、前記第1および第2の進行導波管と出力ポートとの
間のコンバイナと、各々が前記第1および第2の進行導
波管それぞれに関連する第1および第2の進行波電極
と、制御電極とを有し、当該マッハ−ツェンダー干渉計
は、さらに、 前記第1および第2の進行波電極間にバイアス電圧V
biasを印加する手段と、 前記制御電極へ前記デュオバイナリ符号化された駆動信
号を提供する手段と、 前記持続波光キャリア信号を前記入力ポートに結合する
手段と、 前記出力ポートからのデュオバイナリ変調された光信号
を光ファイバに結合する手段とを備えることを特徴とす
るマッハ−ツェンダー干渉計。 - 【請求項7】デュオバイナリ符号化された差動駆動信号
で持続波(CW)光キャリアを変調するマッハ−ツェンダ
ー(M−Z)干渉計において、当該マッハ−ツェンダー
干渉計は、第1および第2の進行導波管と、入力ポート
と前記第1および第2の進行導波管との間のスプリッタ
と、前記第1および第2の進行導波管と出力ポートとの
間のコンバイナと、各々が前記第1および第2の進行導
波管それぞれに関連する第1および第2の進行波電極と
を有し、当該マッハ−ツェンダー干渉計は、さらに、 前記変調信号を前記第1の進行波電極のスプリッタ側に
印加し、かつ、前記相補変調信号を前記第2の進行波電
極のスプリッタ側に印加する手段と、 第1の端部を前記第1の進行波電極のコンバイナ側へ接
続し、第2の端部をアースへ接続する第1の整合インピ
ーダンスと、 第1の端部を前記第2の進行波電極のコンバイナ側へ接
続し、第2の端部をアースへ接続する第2の整合インピ
ーダンスと、 前記持続波光キャリア信号を前記入力ポートに結合する
手段と、 前記出力ポートからのデュオバイナリ変調された光信号
を光ファイバに結合する手段とを備えることを特徴とす
るマッハ−ツェンダー干渉計。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/827,419 | 1997-03-27 | ||
US08/827,419 US5892858A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Duobinary coding and modulation technique for optical communication systems |
PCT/CA1998/000275 WO1998044635A1 (en) | 1997-03-27 | 1998-03-25 | Duobinary coding and modulation technique for optical communication systems |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11512277A JPH11512277A (ja) | 1999-10-19 |
JP3371911B2 true JP3371911B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=25249176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP54100698A Expired - Lifetime JP3371911B2 (ja) | 1997-03-27 | 1998-03-25 | 光通信システム用デュオバイナリ符号化および変調技術 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5892858A (ja) |
EP (1) | EP0920731B1 (ja) |
JP (1) | JP3371911B2 (ja) |
AU (1) | AU709464B2 (ja) |
CA (1) | CA2253614C (ja) |
DE (1) | DE69830558T2 (ja) |
WO (1) | WO1998044635A1 (ja) |
Families Citing this family (46)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3094950B2 (ja) * | 1997-05-28 | 2000-10-03 | 日本電気株式会社 | 光送信装置及び光送信方法 |
GB9825046D0 (en) * | 1998-11-17 | 1999-01-13 | Barr & Stroud Ltd | Data communications link |
US6473214B1 (en) | 1999-04-01 | 2002-10-29 | Nortel Networks Limited | Methods of and apparatus for optical signal transmission |
DE19926124A1 (de) * | 1999-06-08 | 2001-01-11 | Siemens Ag | Anordnung zur Modulierung eines optischen Signals mit Hilfe eines Mach-Zehnder-Modulators |
US6424444B1 (en) | 2001-01-29 | 2002-07-23 | Stratalight Communications, Inc. | Transmission and reception of duobinary multilevel pulse-amplitude-modulated optical signals using finite-state machine-based encoder |
US6490069B1 (en) | 2001-01-29 | 2002-12-03 | Stratalight Communications, Inc. | Transmission and reception of duobinary multilevel pulse-amplitude-modulated optical signals using subtraction-based encoder |
US6445476B1 (en) * | 2001-01-29 | 2002-09-03 | Stratalight Communications, Inc. | Transmission and reception of duobinary multilevel pulse-amplitude-modulated optical signals using subsequence-based encoder |
US6643471B2 (en) | 2001-04-02 | 2003-11-04 | Adc Telecommunications, Inc. | Increased transmission capacity for a fiber-optic link |
US7287213B1 (en) | 2001-04-24 | 2007-10-23 | Stratalight Communications, Inc. | Method and system to provide modular parallel precoding in optical duobinary transmission systems |
US6539131B1 (en) * | 2001-08-21 | 2003-03-25 | Lucent Technologies Inc. | Optical MSK modulator |
US6714695B2 (en) * | 2001-09-17 | 2004-03-30 | Dorsal Networks, Inc. | Optical transmission system employing auto-synchronized chirped return-to-zero transmitter |
CA2414459A1 (en) | 2001-12-17 | 2003-06-17 | Jds Uniphase Corporation | Interference filter for optical telecommunication |
US6623188B1 (en) | 2002-02-08 | 2003-09-23 | Optiuh Corporation | Dispersion tolerant optical data transmitter |
AU2003216137A1 (en) * | 2002-02-08 | 2003-09-02 | Optium Corporation | Dispersion tolerant optical data transmitter |
US20030156774A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Jan Conradi | Unipolar electrical to bipolar optical converter |
KR100469725B1 (ko) * | 2002-09-30 | 2005-02-02 | 삼성전자주식회사 | 듀오바이너리 광 송신장치 |
US7756421B2 (en) * | 2002-10-03 | 2010-07-13 | Ciena Corporation | Electrical domain compensation of non-linear effects in an optical communications system |
US7382984B2 (en) * | 2002-10-03 | 2008-06-03 | Nortel Networks Limited | Electrical domain compensation of optical dispersion in an optical communications system |
US7382985B2 (en) * | 2002-12-02 | 2008-06-03 | Nortel Networks Limited | Electrical domain mitigation of polarization dependent effects in an optical communications system |
KR100493095B1 (ko) * | 2002-10-16 | 2005-06-02 | 삼성전자주식회사 | 광 전송 시스템 |
US6804472B1 (en) | 2002-11-18 | 2004-10-12 | Stratalight Communications, Inc. | Transmitter and method using half rate data streams for generating full rate modulation on an optical signal |
KR100469710B1 (ko) * | 2002-11-25 | 2005-02-02 | 삼성전자주식회사 | 듀오바이너리 광 전송장치 |
US7023601B2 (en) * | 2002-12-02 | 2006-04-04 | Nortel Networks Limited | Optical E-field modulation using a Mach-Zehnder interferometer |
US20040240888A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-02 | Juerg Leuthold | System and method for alternate mark inversion and duobinary optical transmission |
US6781537B1 (en) | 2003-06-10 | 2004-08-24 | Nortel Networks Limited | High speed digital to analog converter |
IL156788A0 (en) * | 2003-07-06 | 2004-02-08 | Digital to analog converter for optical communications | |
US20050024253A1 (en) * | 2003-07-30 | 2005-02-03 | Adamiecki Andrew L. | Duobinary-to-binary signal converter |
KR100532305B1 (ko) * | 2003-09-09 | 2005-11-29 | 삼성전자주식회사 | 듀오바이너리 광 송신기 |
KR100593998B1 (ko) * | 2003-09-25 | 2006-07-03 | 삼성전자주식회사 | 프리코더 및 이를 이용한 광 듀오바이너리 전송장치 |
US7680420B1 (en) | 2003-10-03 | 2010-03-16 | Nortel Networks Limited | Optical E-field modulation using a directly driven laser |
US7266306B1 (en) | 2003-10-03 | 2007-09-04 | Nortel Networks Limited | Method for optical carrier suppression and quadrature control |
US7508882B2 (en) * | 2003-12-04 | 2009-03-24 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Electrical backplane transmission using duobinary signaling |
US7672595B1 (en) | 2003-12-23 | 2010-03-02 | Nortel Networks Limited | Optical transmission system architecture supporting migration to electronic compensation of link impairments |
WO2005091534A1 (en) * | 2004-03-24 | 2005-09-29 | Terasea Ltd. | An optical duobinary transmission system and method |
US7466926B2 (en) * | 2004-05-28 | 2008-12-16 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Method and apparatus for RZ-DPSK optical signal generation |
US7321734B2 (en) | 2004-07-29 | 2008-01-22 | Nortel Networks Limited | Digital synthesis of readily compensated optical signals |
IL164753A0 (en) * | 2004-10-21 | 2005-12-18 | Terasea Ltd | A system and method for increasing transmission distance of and optical signal |
US7676161B2 (en) * | 2004-12-10 | 2010-03-09 | Nortel Networks Limited | Modulation E-field based control of a non-linear transmitter |
US7787778B2 (en) * | 2004-12-10 | 2010-08-31 | Ciena Corporation | Control system for a polar optical transmitter |
US7155071B2 (en) * | 2005-03-08 | 2006-12-26 | Harris Corporation | Device for Mach-Zehnder modulator bias control for duobinary optical transmission and associated system and method |
US20070116476A1 (en) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Futurewei Technologies, Inc. | Method and apparatus for generating optical duo binary signals with frequency chirp |
US8687981B2 (en) * | 2007-10-02 | 2014-04-01 | Luxtera, Inc. | Method and system for split voltage domain transmitter circuits |
EP2733879B1 (en) | 2012-11-16 | 2018-06-20 | ADVA Optical Networking SE | Method and device for transmitting an optical digital WDM signal over an optical transmission link or a passive optical network |
EP2843854B1 (en) * | 2013-08-27 | 2018-04-04 | ADVA Optical Networking SE | Method, transmitter and receiver device for transmitting a binary digital transmit signal over an optical transmission link |
JP2016050963A (ja) * | 2014-08-28 | 2016-04-11 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光通信装置及び光変調器の制御方法 |
US10419109B1 (en) | 2018-09-07 | 2019-09-17 | Ciena Corporation | Pseudo frequency division multiplexing |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5831136B2 (ja) * | 1978-01-20 | 1983-07-04 | 株式会社日立製作所 | ディジタル信号伝送方式 |
GB2183971B (en) * | 1985-12-05 | 1989-10-04 | Stc Plc | Data transmission system |
CA2011954C (en) * | 1989-03-14 | 1994-02-22 | Hiroshi Hamano | Optical modulator |
US5015053A (en) * | 1989-04-25 | 1991-05-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Reduction of modulator non-linearities with independent bias angle control |
US5002353A (en) * | 1989-04-25 | 1991-03-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Apparatus and method for reducing modulator nonlinearities |
WO1991020138A1 (en) * | 1990-06-14 | 1991-12-26 | Light Wave Communications, Inc. | Fiber optic communication of three-level electronic signals |
US5408500A (en) * | 1993-02-17 | 1995-04-18 | Digital Equipment Corporation | Method and apparatus for transmission of local area network signals over a single unshielded twisted pair |
US5543952A (en) * | 1994-09-12 | 1996-08-06 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical transmission system |
-
1997
- 1997-03-27 US US08/827,419 patent/US5892858A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-03-25 EP EP98913476A patent/EP0920731B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-25 JP JP54100698A patent/JP3371911B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-25 WO PCT/CA1998/000275 patent/WO1998044635A1/en active IP Right Grant
- 1998-03-25 AU AU68171/98A patent/AU709464B2/en not_active Expired
- 1998-03-25 DE DE69830558T patent/DE69830558T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-25 CA CA002253614A patent/CA2253614C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU6817198A (en) | 1998-10-22 |
US5892858A (en) | 1999-04-06 |
EP0920731B1 (en) | 2005-06-15 |
WO1998044635A1 (en) | 1998-10-08 |
DE69830558T2 (de) | 2005-11-03 |
CA2253614A1 (en) | 1998-10-08 |
AU709464B2 (en) | 1999-08-26 |
DE69830558D1 (de) | 2005-07-21 |
JPH11512277A (ja) | 1999-10-19 |
EP0920731A1 (en) | 1999-06-09 |
CA2253614C (en) | 2002-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3371911B2 (ja) | 光通信システム用デュオバイナリ符号化および変調技術 | |
JP3027944B2 (ja) | 光デュオバイナリ信号光の生成方法および光送信装置 | |
JP3721062B2 (ja) | 光送信機 | |
US6623188B1 (en) | Dispersion tolerant optical data transmitter | |
JP3371857B2 (ja) | 光伝送装置 | |
EP1404036B1 (en) | Duobinary optical transmission apparatus | |
CN1815928B (zh) | 用于调制光信号的方法和光发射机 | |
JP3984220B2 (ja) | デュオバイナリ光伝送装置 | |
KR100492971B1 (ko) | 듀오바이너리 광 전송장치 | |
Shankar | Duobinary modulation for optical systems | |
JP4940564B2 (ja) | 光送信器及び位相変調方法 | |
JP4422651B2 (ja) | 帯域幅条件が緩和された光変調器、およびその動作方法 | |
KR20040106976A (ko) | 편광 듀오바이너리 광전송장치 | |
EP1749357B1 (en) | Method and apparatus for producing high extinction ratio data modulation formats | |
KR100480283B1 (ko) | 듀오바이너리 광 전송장치 | |
JP3447965B2 (ja) | 光送信装置 | |
WO2005091534A1 (en) | An optical duobinary transmission system and method | |
EP1473856A2 (en) | Duobinary optical transmission apparatus | |
WO2005004358A1 (en) | Optical duobinary transmitter and method | |
TW200302934A (en) | Dispersion tolerant optical data transmitter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071122 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081122 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131122 Year of fee payment: 11 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |