JP3900874B2 - 光送信器及び光変調方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光変調方式に関し、特に、光ファイバ通信システムにおいて、非線形耐力に優れた光送信器及び光変調方法に関する。
【従来の技術】
高速光ファイバ通信においては、伝送路である光ファイバの波長分散と非線形効果（特に、自己位相変調および相互位相変調）の相乗効果による波形歪みが伝送速度、伝送距離を制限する要因となる。従って、システム設計を容易にするためにも、非線形耐力に優れた変調方式および伝送方式が不可欠である。
【０００２】
非線形耐力に優れた変調方式として、例えば、「NTT 宮本他、1999年11月、エレクトロニクス・レターズ、第35巻、23号、2041頁〜2042頁（Y.Miyamoto et al.,"320Gbit/s（8 ×40Gbit/s）WDM transmission over 367km with 120km repeater spacing using carrier-suppressed return-to-zero format", Electronics letters, vol.35, no.23, pp.2041-2042, 1999 ）」に示されているように、キャリア抑圧リターン・トゥ・ゼロ（carrier-suppressed return-to-zero ）変調方式（ＣＳ−ＲＺ変調方式）が提案されている。
【０００３】
図９はＣＳ−ＲＺ変調方式の一例を示すブロック図である。図９に示すＣＳ−ＲＺ変調方式を実現する構成は、搬送波周波数の光信号を発生する光源１と、光源１で発生された光信号にクロック変調を施すクロック変調部１３と、光増幅器２と、光信号にデータ変調を行うデータ変調部１０と、光増幅器３とから構成されている。
【０００４】
第１の光強度変調器１４において、光源１より出射されたＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光は、データ信号のビットレートの１／２周波数を有する１対の電気クロック信号（１／２クロック信号）を用いて、プッシュプル（両極駆動）動作により、クロック変調（強度変調）される。尚、前記１対の１／２クロック信号間の位相は、位相シフト１５により、π（１８０度）異なっている。プッシュプル動作を行うことにより、強度変調の際にチャープ（強度変調に伴う、強度に応じた位相シフト）が付与されることなく、１ビットスロット毎に位相が反転するようなクロック変調が可能となる。
【０００５】
図１０の（ａ）にクロック変調後（第１の強度変調器１４の出力Ｔ１１）の光波形（アイパタン）を示し、（ｂ）に光スペクトルを示す。図１０（および以下の同様の各図）において、アイパタンを示す図は横軸に時間、縦軸に振幅を示すものであり、光スペクトルを示す図は横軸に光源から発する搬送波の周波数を中心とした相対周波数、縦軸に出力レベルを示すものである。ＣＳ−ＲＺ変調方式におけるクロック変調の特徴は、その名前の由来のとおり、搬送波の出力レベルが抑圧されていることである。図１０（ｂ）において、搬送波（相対周波数がゼロの地点）の出力レベルがゼロであることからもわかるように、光スペクトルにおいて、搬送波が抑圧されていることに着目されたい。
【０００６】
次に、クロック変調された光信号は、第１の光増幅器２により、光増幅された後、第２の光強度変調器１１に入射される。第２の光強度変調器１１においては、電気データ信号（non-return to zero信号）を用いてデータ変調を行う。変調動作としては、図９に示すように、位相シフト１２を用いて作成された１対のデータ信号を用いたプッシュプル動作でもよく、また、１つのデータ信号を用いたシングルエンド（単極駆動）動作でもよい。上記過程により生成された光ＣＳ−ＲＺ信号は、第２の光増幅器３により光増幅され、伝送路へと出射される。
【０００７】
図１０の（ｃ）および（ｄ）に第２の強度変調器１１の出力Ｔ１２におけるＣＳ−ＲＺ信号の光波形および光スペクトルを示す。また、通常のＲＺ変調信号との違いを明示するために、図１１（ａ），（ｂ）にＣＳ−ＲＺ変調方式の光波形と光スペクトル、図１１（ｃ），（ｄ）にＲＺ変調方式の光波形と光スペクトルを各々示す。
【０００８】
このＣＳ−ＲＺ信号は、第１の光強度変調器１４における消光カーブの極小値（透過特性の最小値）をバイアス点として、１／２クロック信号により、クロック変調をかけているため、図１１（ｂ）に示すように、通常のＲＺ信号［図１１（ｄ）］と比較すると、主ローブが約７５％の周波数帯域しか有していない。このため、波長多重伝送においては、ＣＳ−ＲＺ信号は、ＲＺ信号に比べて、隣接チャネル間の光スペクトルの重なりが小さく、周波数領域において隣接チャネルの干渉を受けにくく、また、光フィルタ等を用いて、所望のチャネルだけを分波しやすい。
【０００９】
また、上記の文献によれば、１チャネル伝送時において、ＲＺ信号に比べて、ＣＳ−ＲＺ信号は１．４ｄＢ高い送信パワーで伝送可能であることが報告されており、光ファイバの波長分散と自己位相変調の相乗効果による波形歪みに対しても、ＲＺ信号より優れた耐力を示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術における問題点は、クロック変調をかけるために用いる、１対の１／２クロック信号間の位相調整、振幅調整、バイアス調整が必要であることである。以下では、より詳細に問題点を記述する。
【００１１】
従来の技術では、チャープレスなクロック変調を施すため、プッシュプル（両極駆動）強度変調器を用いる必要がある。このため、１対の１／２クロック信号が必要となり、さらに１／２クロック信号間の位相差が相互にπ（１８０度）となる位相調整、振幅が等しくなる振幅調整が不可欠である。また、変調器の消光カーブ（透過特性）の極小値にバイアス電圧を設定する必要があるため、バイアス電圧調整も不可欠である。
【００１２】
本発明の目的は、ＣＳ−ＲＺ変調方式よりも更に非線形耐力に優れた変調方式を提供することにある。また、本発明の他の目的は、クロック変調をかけるために用いる、１対の１／２クロック信号間の位相調整、振幅調整、バイアス調整を不要とすることにある。さらに、本発明の別の目的は、位相変調器の位相変調指数を適切に選ぶことによりＣＳ−ＲＺ変調も可能とすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の光送信器は、ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光源、クロック変調部、および、データ変調部を有し、クロック変調が施された後にデータ変調が施される光送信器において、１／２クロック信号を用いて、光源から出射されたＣＷ光に位相変調を施した後、搬送波と第１番目の両側帯波のみを抽出するクロック変調部を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、位相変調指数を調整することによって、従来構成よりも簡易な調整でＣＳ−ＲＺ変調を得ることが可能であることも他の特徴である。
【００１５】
本発明の第２の光送信器は、クロック変調部、および、データ変調部を有し、クロック変調が施された後にデータ変調が施される光送信器において、光源から出射されたＣＷ光を２分岐した後、分岐された一方のＣＷ光に、１／２クロック信号を用いて１ビットスロット毎に位相が反転するように強度変調を施し、また他方の分岐されたＣＷ光の位相および利得を可変し、２つの該分岐信号を合波するクロック変調部を具備することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第３の光送信器は、ＣＷ光、クロック変調部、および、データ変調部を有し、クロック変調が施された後にデータ変調が施される光送信器において、１／２クロック信号を用いて１ビットスロット毎に位相が反転され、かつ、チャープが付与されるように強度変調を施し、搬送波と第１番目の両側帯波のみを抽出するクロック変調部を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明では、位相変調後、搬送波および第１の両側帯波のみを抽出しているため、従来方式であるＣＳ−ＲＺ変調方式と同程度、または、狭い光スペクトル幅が実現可能である。
【００１８】
また、本発明では、位相変調指数を可変できるため、隣接符号間の位相チャープ量を可変することができ、伝送路中における隣接符号間の干渉を低減するように最適化できる。また、位相変調指数を適切に選ぶことにより、搬送波を抑圧することができるため、本発明の構成で従来方式であるＣＳ−ＲＺ変調を施すことも可能である。
【００１９】
また、本発明では、位相変調を施しているため、クロックバイアスを付加する必要がなく、従って、バイアスの調整も不要である。
【００２０】
さらに、本発明では、１つの１／２クロック信号のみを用いて変調するため、従来方式であるＣＳ−ＲＺ変調における１対の１／２電気クロック信号間の位相調整、および、振幅調整が不要となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下で説明する各図において図９と同一の構成には同一の符号を付けて説明を省略する。
【００２２】
図１を参照して、本発明による光送信器の第１の実施形態について説明する。図１に示す光送信器において、光源１から出射されたＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光は、光位相変調器２４において、データ信号のビットレートの１／２周波数を有する電気クロック信号（１／２電気クロック信号）により位相変調される。１／２クロック信号としては、正弦波が好ましい。これは信号をつくりだすのが容易であるからである。
【００２３】
位相変調器２４において、光の位相をπ遷移させるのに要する電圧をＶπ、１／２クロック信号の電圧振幅をＶｃｌｋとすると、位相変調指数はπ×Ｖｃｌｋ／Ｖπと表現することができ、位相変調指数の範囲としては、０．３π〜０．７６５πが好ましい。これはその範囲において、ＣＳ−ＲＺより非線形耐力が良好であるからである。
【００２４】
より詳細には、約０．５πが最適である。このときに、搬送波のレベルと第一側帯波のレベルとが等しくなり、非線形耐力が最も良好となるからである。また、位相変調指数が約０．７６５π（第１種ベッセル関数における１番目の零点）のとき、搬送波のレベルが抑圧される（理論的には０となる）ため、ＣＳ−ＲＺ変調と等価な変調結果が得られる。
【００２５】
図２（ａ），（ｂ）に、１／２クロック信号として２０ＧＨｚの正弦波を用いて、位相変調指数が０．５πで位相変調を施した場合の位相変調器２４の光出力Ｔ２１における光波形（アイパタン）および光スペクトルを示す。位相変調された光は、光フィルタ２５により、通過帯域を制限される。通過帯域としては、搬送波および第１番目の両側帯波のみを通過させるようにすることが好ましい。これはデータ変調後の光スペクトルの狭帯域化が可能となり、また、分散耐力も向上するからである。
【００２６】
また、通過帯域としては、搬送波、第１番目および第２番目の両側帯波のみを通過させるようにしてもよい。これは分散耐力が低減するものの、非線形耐力が向上し、光フィルタによる抽出も容易であるからである。さらに、第３番目以降の両側帯波を通過させるようにしても良い。ただし、受信感度に注目すると、第１番目の両側帯波のみを通過させるようにした場合が、受信感度は最も良く、フィルタの通過帯域を拡張すると、受信感度は、フィルタを介さない状態に収束していく。
【００２７】
ここで、光フィルタ２５により搬送波、第１番目、第２番目の両側帯波のみを抽出した状態でデータ変調を行った場合と、光フィルタ２５を用いずにクロック変調およびデータ変調を施した場合とを比較する。光フィルタ２５を通した後にデータ変調を行ったときの光スペクトルの主ローブ占有帯域は、光フィルタ２５を用いずにクロック変調およびデータ変調が施された後の光スペクトル帯域をデータビットレート周波数の４倍以下に制限することに相当する。
【００２８】
図２（ｃ），（ｄ）に搬送波および第１番目の両側帯波のみを通過させるようにした場合の光フィルタ２５の光出力Ｔ２２における光波形（アイパタン）および光スペクトルを示す。光フィルタにより通過帯域を制限することにより、光電変換後に４０ＧＨｚクロック信号が生成されていることがわかる。この光フィルタ２５通過後の光信号は、第１の光増幅器２により増幅された後、光強度変調器２１によりデータ変調される。
【００２９】
なお、図１に示す構成では光位相変調器２４と光フィルタ２５とからクロック変調部２３が構成されている。また、図１においてデータ変調部２０の構成は、従来例であるＣＳ−ＲＺ変調のデータ変調部（図９の１０）と同一である。すなわち、データ変調部２０の光強度変調器２１と位相シフト２２は、図９の光強度変調器１１と位相シフト１２と同一構成である。
【００３０】
データ変調後の光信号は第２の光増幅器３により増幅された後、伝送路へと送出される。図２（ｅ），（ｆ）に光強度変調器２１出力Ｔ２３における光波形（アイパタン）、および、光スペクトルを示す。
【００３１】
本発明の第１の実施形態においては、光フィルタ２５は第１の光増幅器２の前に配置したが、第１の光増幅器２の後ろに配置されてもよく、第１の光増幅器２の段間に配置されていてもよい。
【００３２】
また、図３に示すように光フィルタ２５に代わる光フィルタ２６を光強度変調器２１と光増幅器３との間に設けることもできる。ただし、その場合、光フィルタ２６の通過帯域は、図１の送信器構成における光信号スペクトルの主ローブのみを通過させる程度に調整することが望ましい。
【００３３】
波長多重伝送の場合には、波長グリッド以下の光フィルタ通過帯域となるように調整することにより、隣接チャネルとのクロストークも抑圧されるという効果も得られる。図３における送信器構成の場合には、クロック変調部２３はデータ変調部２０の前に配置されたが、その限りではなく、配置が相互に入れ替わってもよい。
【００３４】
また、データ変調部２０において、プッシュプル動作のマッハチェンダ光強度変調器について記述したが、その限りではなく、シングルエンドのマッハチェンダ光強度変調器、または、電界吸収型光変調器を用いてもよい。
【００３５】
次に、本発明の第１の実施形態における効果について説明する。本実施形態においては、信号光が伝達するデータの伝送速度を４０Ｇｂ／ｓ、データ変調信号としてはＮＲＺ（Non-return to zero）信号を用いた。１／２電気クロック信号としては、２０ＧＨｚの正弦波を用い、位相変調度は０．５πとした。また、光フィルタ２５は、０．４ｎｍの通過帯域を有する理想矩形フィルタを想定した。伝送路は８０ｋｍ×５中継で、各中継スパンは通常シングルモードファイバ（standard single mode fiber）５０ｋｍと逆分散ファイバ（reverse dispersion fiber）３０ｋｍとから構成されているとした。
【００３６】
シングルモードファイバの分散値、分散スロープ、損失、コア直径、非線形係数は、それぞれ＋１６（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、＋０．０７（ｐｓ／ｎｍ2 ／ｋｍ）、０．２（ｄＢ／ｋｍ）、１０．４（μｍ）、２．６２×１０-20 （ｍ2 ／Ｗ）を用いた。また、逆分散ファイバの分散値、分散スロープ、損失、コア直径、非線形係数としては、それぞれ−２６．６６（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、−０．０８（ｐｓ／ｎｍ2 ／ｋｍ）、０．３（ｄＢ／ｋｍ）、５．６４（μｍ）、２．６×１０-20 （ｍ2 ／Ｗ）を用いた。
【００３７】
図４は、送信パワーに対する４００ｋｍ伝送後のアイパタンの劣化度を示した図である。１ｄＢのアイパタン劣化を許容した場合、従来のＣＳ−ＲＺ変調方式と比べて、約２．５ｄＢ高い送信パワーで送信することが可能である。換言すれば、非線形耐力が２．５ｄＢ改善されることを示している。
【００３８】
次に、図５を用いて本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態は、第１の実施形態とはクロック変調部３３のみが異なっている。クロック変調部３３では、光源１から出射されたＣＷ光は、分離回路３６により２分岐される。一方のＣＷ光は、利得可変器３８により光パワーを調整された後、位相シフト３９により位相を遷移させられる。他方のＣＷ光は、光強度変調器３４において、位相シフト３５を用い、１／２電気クロック信号を用いてプッシュプル動作によりクロック変調を行う。
【００３９】
上述した光強度変調器３４における消光カーブの極小値をバイアス点としてクロック変調をかけており、従来例のＣＳ−ＲＺ変調方式で説明したクロック変調部（図９の１３）と同一である。多重回路３７により各々の光信号が合波されることにより、ＣＳ−ＲＺ信号のクロック成分にＣＷ成分が付加されることになる。クロック変調部３３から出射されたクロック信号は、第１の光増幅器２において光増幅された後、データ変調部３０でデータ変調を施される。データ変調後の光信号は第２の光増幅器３により増幅された後、伝送路へと送出される。なお、データ変調部３０の構成は、従来例であるＣＳ−ＲＺ変調のデータ変調部（図９の１０）と同一である。すなわち、データ変調部３０の光強度変調器３１と位相シフト３２は、図９の光強度変調器１１と位相シフト１２と同一構成である。
【００４０】
図６に第２の実施の形態における各部の出力波形と光スペクトルを示す。図６（ａ），（ｂ）は光強度変調器３４の光出力波形（アイパタン）および光スペクトルを示し、（ｃ），（ｄ）は多重回路３７のアイパタンおよび光スペクトルを示し、そして、（ｅ），（ｆ）は光強度変調器３１のアイパタンおよび光スペクトルを示している。
【００４１】
図５の構成において、利得可変器３８、位相シフト３９、および、多重回路３７は、ＣＳ−ＲＺのクロック変調スペクトラル［図６（ｂ）に示す光強度変調器３４の光出力の光スペクトラル］に、図６（ｄ）（多重回路３７の光出力の光スペクトラル）に示すように、搬送波を足しあわせるために用いられている。
【００４２】
利得可変器３８は、足しあわされる搬送波の強度を可変するのに使われており、この強度の可変は、第１の実施形態おける位相変調器２４の変調指数を可変するのと同等の作用をもつ。従って、利得可変器３８を用いた、足しあわされる搬送波の強度変化により、隣接符号間の位相チャープ量を可変可能となる。足しあわされる搬送波の強度は、ＣＳ−ＲＺクロック変調スペクトラル成分の第１番目の両側帯波［図６（ｂ）の真ん中の２つの輝線スペクトル］と同程度のレベルになるように、調整することが望ましい。これは非線形耐力に優れているからである。
【００４３】
位相シフト３９は、足しあわされる搬送波とＣＳ−ＲＺクロック変調スペクトラル成分との位相関係を調整するのに用いられている。位相シフト量としては、足しあわされる搬送波の位相が、ＣＳ−ＲＺクロック変調スペクトラル成分の第１番目の両側帯波のうちの一方と同相になるように調整することが望ましい。どちらの成分と同相にするかは、伝送路の分散マップにより異なる。
【００４４】
本実施形態で生成された信号光は、第１の実施形態で生成された信号光とほぼ等価である。このため、第１の実施形態と同等の非線形耐力を有する。
【００４５】
上述した利得可変器３８は、例えば、光増幅器または光減衰器、または両者の組み合わせで実現可能である。また、位相シフト３９は、例えば、位相変調器、および、光遅延器により実現可能である。
【００４６】
多重回路３７と光増幅器２との間、または、光増幅器２の段間、または、光増幅器２と光強度変調器３１との間に、狭帯域の光フィルタを挿入してもよい。挿入する光フィルタとしては、搬送波および第１番目の両側帯波のみを通過させることが好ましい。これは非線形耐力を劣化させることなく、光送信波形スペクトルの狭帯域化が可能となり、高密度波長多重伝送に適しているからである。また、光強度変調器３４と多重回路３７との間に狭帯域の光フィルタを挿入してもよい。この場合、挿入する光フィルタとしては、第１番目の両側帯波のみを通過させることが好ましい。
【００４７】
次に、図７を用いて本発明の第３の実施形態を説明する。本実施形態は、第１の実施形態とはクロック変調部４３のみが異なっている。クロック変調部４３では、光源１から出射されたＣＷ光は、位相チャープ（強度に応じた位相シフト）を有する光強度変調器４４において、１／２電気クロック信号を用いて強度変調される。上述した光強度変調器４４における消光カーブの極小値をバイアス点として強度変調をかけているが、強度変調器４４が位相チャープを有しているため、ＣＳ−ＲＺ変調のクロック変調部１３と異なり、搬送波は抑圧されない。
【００４８】
強度変調された光は、光フィルタ４５により、通過帯域を制限される。通過帯域としては、搬送波および第１番目の両側帯波のみを通過させるようにすることが好ましい。クロック変調部４３から出射されたクロック信号は、第１の光増幅器２において光増幅された後、データ変調部４０でデータ変調を施される。データ変調後の光信号は第２の光増幅器３により増幅された後、伝送路へと送出される。
【００４９】
なお、データ変調部４０の構成は、従来例であるＣＳ−ＲＺ変調のデータ変調部（図９の１０）と同一である。すなわち、データ変調部４０の光強度変調器４１及び位相シフト４２は、図９の光強度変調器１１及び位相シフト１２と同一構成である。図８に第３の実施の形態における各部の出力波形と光スペクトルを示す。図８（ａ），（ｂ）は光強度変調器４４の光出力波形（アイパタン）および光スペクトルを示し、（ｃ），（ｄ）は光フィルタ４５のアイパタンおよび光スペクトルを示し、そして、（ｅ），（ｆ）は光強度変調器４１のアイパタンおよび光スペクトルを示している。
【００５０】
本実施形態で生成された信号光は、第１の実施形態で生成された信号光とほぼ等価である。このため、第１の実施形態と同等の非線形耐力を有する。
【００５１】
以上、実施形態を本発明の光変調方式に関して説明したが、本発明は他の様々な態様により実現可能である。まず、本発明の光変調方式、および、光送信器において、１チャネル伝送の場合についてのみ記述したが、多チャネル伝送の場合にも有効な方式である。
【００５２】
また、本発明中の様々な回路、部品に関しては、その機能を満たすものであれば、どのような回路、部品を適用しても可能であることは言うまでもない。さらに、変調器の損失補償のために、光増幅器を用いたが、信号の変調自体には無関係であり、省略することができる。
【００５３】
さらにまた、上記実施の形態の位相変調部では、データ信号のビットレートの１／２周波数を有する電気クロック信号（１／２電気クロック信号）により位相変調を行っているが、データ信号のビットレートの１／２n （ｎは整数）周波数を有する電気クロック信号によって位相変調を行っても構わない。また、データ変調部での処理を、位相変調部での処理よりも先に行っても構わない。
【００５４】
【発明の効果】
第１の効果は、光送信信号の非線形耐力が著しく向上することである。図４に示した数値計算の結果によれば、従来構成と比べて、２．５ｄＢ高い非線形耐力を有している。その理由は、本発明では、周波数領域における各信号（搬送波、側帯波）のレベルを近づけることができるからである。
【００５５】
第２の効果は、従来方式であるＣＳ−ＲＺ変調方式と同程度、または、より狭い光送信スペクトル幅を実現可能であることである。その理由は、位相変調後、搬送波および第１の両側帯波のみを抽出しているためである。
【００５６】
第３の効果は、クロックバイアスの調整が不要であることである。その理由は、位相変調を施しているため、クロックバイアスを付加する必要がないためである。
【００５７】
第４の効果は、１／２電気クロック信号間の位相調整、および、振幅調整が不要であることである。その理由は、１つの１／２電気クロック信号のみを用いて位相変調を施し、クロック信号を生成するためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の各構成部における波形および光スペクトルを示す図である。
【図３】図１に示す構成の変形例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における効果を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の各構成部における波形および光スペクトルを示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の各構成部における波形および光スペクトルを示す図である。
【図９】従来例を示す図である。
【図１０】従来例の各構成部における波形および光スペクトルを示す図である。
【図１１】ＣＳ−ＲＺ変調方式とＲＺ変調方式の波形および光スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１ 光源
２，３ 光増幅器
２０，３０，４０ データ変調部
２１，３１ 光強度変調器
２２，３２，３５，
３９，４２ 位相シフト
２３，３３，４３ クロック変調部
２４ 光位相変調器
２５，４５ 光フィルタ
３４，４１ 光強度変調器
３６ 分離回路
３７ 多重回路
３８ 利得可変器
４４ チャープを有する光強度変調器
【発明の属する技術分野】
本発明は光変調方式に関し、特に、光ファイバ通信システムにおいて、非線形耐力に優れた光送信器及び光変調方法に関する。
【従来の技術】
高速光ファイバ通信においては、伝送路である光ファイバの波長分散と非線形効果（特に、自己位相変調および相互位相変調）の相乗効果による波形歪みが伝送速度、伝送距離を制限する要因となる。従って、システム設計を容易にするためにも、非線形耐力に優れた変調方式および伝送方式が不可欠である。
【０００２】
非線形耐力に優れた変調方式として、例えば、「NTT 宮本他、1999年11月、エレクトロニクス・レターズ、第35巻、23号、2041頁〜2042頁（Y.Miyamoto et al.,"320Gbit/s（8 ×40Gbit/s）WDM transmission over 367km with 120km repeater spacing using carrier-suppressed return-to-zero format", Electronics letters, vol.35, no.23, pp.2041-2042, 1999 ）」に示されているように、キャリア抑圧リターン・トゥ・ゼロ（carrier-suppressed return-to-zero ）変調方式（ＣＳ−ＲＺ変調方式）が提案されている。
【０００３】
図９はＣＳ−ＲＺ変調方式の一例を示すブロック図である。図９に示すＣＳ−ＲＺ変調方式を実現する構成は、搬送波周波数の光信号を発生する光源１と、光源１で発生された光信号にクロック変調を施すクロック変調部１３と、光増幅器２と、光信号にデータ変調を行うデータ変調部１０と、光増幅器３とから構成されている。
【０００４】
第１の光強度変調器１４において、光源１より出射されたＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光は、データ信号のビットレートの１／２周波数を有する１対の電気クロック信号（１／２クロック信号）を用いて、プッシュプル（両極駆動）動作により、クロック変調（強度変調）される。尚、前記１対の１／２クロック信号間の位相は、位相シフト１５により、π（１８０度）異なっている。プッシュプル動作を行うことにより、強度変調の際にチャープ（強度変調に伴う、強度に応じた位相シフト）が付与されることなく、１ビットスロット毎に位相が反転するようなクロック変調が可能となる。
【０００５】
図１０の（ａ）にクロック変調後（第１の強度変調器１４の出力Ｔ１１）の光波形（アイパタン）を示し、（ｂ）に光スペクトルを示す。図１０（および以下の同様の各図）において、アイパタンを示す図は横軸に時間、縦軸に振幅を示すものであり、光スペクトルを示す図は横軸に光源から発する搬送波の周波数を中心とした相対周波数、縦軸に出力レベルを示すものである。ＣＳ−ＲＺ変調方式におけるクロック変調の特徴は、その名前の由来のとおり、搬送波の出力レベルが抑圧されていることである。図１０（ｂ）において、搬送波（相対周波数がゼロの地点）の出力レベルがゼロであることからもわかるように、光スペクトルにおいて、搬送波が抑圧されていることに着目されたい。
【０００６】
次に、クロック変調された光信号は、第１の光増幅器２により、光増幅された後、第２の光強度変調器１１に入射される。第２の光強度変調器１１においては、電気データ信号（non-return to zero信号）を用いてデータ変調を行う。変調動作としては、図９に示すように、位相シフト１２を用いて作成された１対のデータ信号を用いたプッシュプル動作でもよく、また、１つのデータ信号を用いたシングルエンド（単極駆動）動作でもよい。上記過程により生成された光ＣＳ−ＲＺ信号は、第２の光増幅器３により光増幅され、伝送路へと出射される。
【０００７】
図１０の（ｃ）および（ｄ）に第２の強度変調器１１の出力Ｔ１２におけるＣＳ−ＲＺ信号の光波形および光スペクトルを示す。また、通常のＲＺ変調信号との違いを明示するために、図１１（ａ），（ｂ）にＣＳ−ＲＺ変調方式の光波形と光スペクトル、図１１（ｃ），（ｄ）にＲＺ変調方式の光波形と光スペクトルを各々示す。
【０００８】
このＣＳ−ＲＺ信号は、第１の光強度変調器１４における消光カーブの極小値（透過特性の最小値）をバイアス点として、１／２クロック信号により、クロック変調をかけているため、図１１（ｂ）に示すように、通常のＲＺ信号［図１１（ｄ）］と比較すると、主ローブが約７５％の周波数帯域しか有していない。このため、波長多重伝送においては、ＣＳ−ＲＺ信号は、ＲＺ信号に比べて、隣接チャネル間の光スペクトルの重なりが小さく、周波数領域において隣接チャネルの干渉を受けにくく、また、光フィルタ等を用いて、所望のチャネルだけを分波しやすい。
【０００９】
また、上記の文献によれば、１チャネル伝送時において、ＲＺ信号に比べて、ＣＳ−ＲＺ信号は１．４ｄＢ高い送信パワーで伝送可能であることが報告されており、光ファイバの波長分散と自己位相変調の相乗効果による波形歪みに対しても、ＲＺ信号より優れた耐力を示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術における問題点は、クロック変調をかけるために用いる、１対の１／２クロック信号間の位相調整、振幅調整、バイアス調整が必要であることである。以下では、より詳細に問題点を記述する。
【００１１】
従来の技術では、チャープレスなクロック変調を施すため、プッシュプル（両極駆動）強度変調器を用いる必要がある。このため、１対の１／２クロック信号が必要となり、さらに１／２クロック信号間の位相差が相互にπ（１８０度）となる位相調整、振幅が等しくなる振幅調整が不可欠である。また、変調器の消光カーブ（透過特性）の極小値にバイアス電圧を設定する必要があるため、バイアス電圧調整も不可欠である。
【００１２】
本発明の目的は、ＣＳ−ＲＺ変調方式よりも更に非線形耐力に優れた変調方式を提供することにある。また、本発明の他の目的は、クロック変調をかけるために用いる、１対の１／２クロック信号間の位相調整、振幅調整、バイアス調整を不要とすることにある。さらに、本発明の別の目的は、位相変調器の位相変調指数を適切に選ぶことによりＣＳ−ＲＺ変調も可能とすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の光送信器は、ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光源、クロック変調部、および、データ変調部を有し、クロック変調が施された後にデータ変調が施される光送信器において、１／２クロック信号を用いて、光源から出射されたＣＷ光に位相変調を施した後、搬送波と第１番目の両側帯波のみを抽出するクロック変調部を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、位相変調指数を調整することによって、従来構成よりも簡易な調整でＣＳ−ＲＺ変調を得ることが可能であることも他の特徴である。
【００１５】
本発明の第２の光送信器は、クロック変調部、および、データ変調部を有し、クロック変調が施された後にデータ変調が施される光送信器において、光源から出射されたＣＷ光を２分岐した後、分岐された一方のＣＷ光に、１／２クロック信号を用いて１ビットスロット毎に位相が反転するように強度変調を施し、また他方の分岐されたＣＷ光の位相および利得を可変し、２つの該分岐信号を合波するクロック変調部を具備することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第３の光送信器は、ＣＷ光、クロック変調部、および、データ変調部を有し、クロック変調が施された後にデータ変調が施される光送信器において、１／２クロック信号を用いて１ビットスロット毎に位相が反転され、かつ、チャープが付与されるように強度変調を施し、搬送波と第１番目の両側帯波のみを抽出するクロック変調部を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明では、位相変調後、搬送波および第１の両側帯波のみを抽出しているため、従来方式であるＣＳ−ＲＺ変調方式と同程度、または、狭い光スペクトル幅が実現可能である。
【００１８】
また、本発明では、位相変調指数を可変できるため、隣接符号間の位相チャープ量を可変することができ、伝送路中における隣接符号間の干渉を低減するように最適化できる。また、位相変調指数を適切に選ぶことにより、搬送波を抑圧することができるため、本発明の構成で従来方式であるＣＳ−ＲＺ変調を施すことも可能である。
【００１９】
また、本発明では、位相変調を施しているため、クロックバイアスを付加する必要がなく、従って、バイアスの調整も不要である。
【００２０】
さらに、本発明では、１つの１／２クロック信号のみを用いて変調するため、従来方式であるＣＳ−ＲＺ変調における１対の１／２電気クロック信号間の位相調整、および、振幅調整が不要となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下で説明する各図において図９と同一の構成には同一の符号を付けて説明を省略する。
【００２２】
図１を参照して、本発明による光送信器の第１の実施形態について説明する。図１に示す光送信器において、光源１から出射されたＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光は、光位相変調器２４において、データ信号のビットレートの１／２周波数を有する電気クロック信号（１／２電気クロック信号）により位相変調される。１／２クロック信号としては、正弦波が好ましい。これは信号をつくりだすのが容易であるからである。
【００２３】
位相変調器２４において、光の位相をπ遷移させるのに要する電圧をＶπ、１／２クロック信号の電圧振幅をＶｃｌｋとすると、位相変調指数はπ×Ｖｃｌｋ／Ｖπと表現することができ、位相変調指数の範囲としては、０．３π〜０．７６５πが好ましい。これはその範囲において、ＣＳ−ＲＺより非線形耐力が良好であるからである。
【００２４】
より詳細には、約０．５πが最適である。このときに、搬送波のレベルと第一側帯波のレベルとが等しくなり、非線形耐力が最も良好となるからである。また、位相変調指数が約０．７６５π（第１種ベッセル関数における１番目の零点）のとき、搬送波のレベルが抑圧される（理論的には０となる）ため、ＣＳ−ＲＺ変調と等価な変調結果が得られる。
【００２５】
図２（ａ），（ｂ）に、１／２クロック信号として２０ＧＨｚの正弦波を用いて、位相変調指数が０．５πで位相変調を施した場合の位相変調器２４の光出力Ｔ２１における光波形（アイパタン）および光スペクトルを示す。位相変調された光は、光フィルタ２５により、通過帯域を制限される。通過帯域としては、搬送波および第１番目の両側帯波のみを通過させるようにすることが好ましい。これはデータ変調後の光スペクトルの狭帯域化が可能となり、また、分散耐力も向上するからである。
【００２６】
また、通過帯域としては、搬送波、第１番目および第２番目の両側帯波のみを通過させるようにしてもよい。これは分散耐力が低減するものの、非線形耐力が向上し、光フィルタによる抽出も容易であるからである。さらに、第３番目以降の両側帯波を通過させるようにしても良い。ただし、受信感度に注目すると、第１番目の両側帯波のみを通過させるようにした場合が、受信感度は最も良く、フィルタの通過帯域を拡張すると、受信感度は、フィルタを介さない状態に収束していく。
【００２７】
ここで、光フィルタ２５により搬送波、第１番目、第２番目の両側帯波のみを抽出した状態でデータ変調を行った場合と、光フィルタ２５を用いずにクロック変調およびデータ変調を施した場合とを比較する。光フィルタ２５を通した後にデータ変調を行ったときの光スペクトルの主ローブ占有帯域は、光フィルタ２５を用いずにクロック変調およびデータ変調が施された後の光スペクトル帯域をデータビットレート周波数の４倍以下に制限することに相当する。
【００２８】
図２（ｃ），（ｄ）に搬送波および第１番目の両側帯波のみを通過させるようにした場合の光フィルタ２５の光出力Ｔ２２における光波形（アイパタン）および光スペクトルを示す。光フィルタにより通過帯域を制限することにより、光電変換後に４０ＧＨｚクロック信号が生成されていることがわかる。この光フィルタ２５通過後の光信号は、第１の光増幅器２により増幅された後、光強度変調器２１によりデータ変調される。
【００２９】
なお、図１に示す構成では光位相変調器２４と光フィルタ２５とからクロック変調部２３が構成されている。また、図１においてデータ変調部２０の構成は、従来例であるＣＳ−ＲＺ変調のデータ変調部（図９の１０）と同一である。すなわち、データ変調部２０の光強度変調器２１と位相シフト２２は、図９の光強度変調器１１と位相シフト１２と同一構成である。
【００３０】
データ変調後の光信号は第２の光増幅器３により増幅された後、伝送路へと送出される。図２（ｅ），（ｆ）に光強度変調器２１出力Ｔ２３における光波形（アイパタン）、および、光スペクトルを示す。
【００３１】
本発明の第１の実施形態においては、光フィルタ２５は第１の光増幅器２の前に配置したが、第１の光増幅器２の後ろに配置されてもよく、第１の光増幅器２の段間に配置されていてもよい。
【００３２】
また、図３に示すように光フィルタ２５に代わる光フィルタ２６を光強度変調器２１と光増幅器３との間に設けることもできる。ただし、その場合、光フィルタ２６の通過帯域は、図１の送信器構成における光信号スペクトルの主ローブのみを通過させる程度に調整することが望ましい。
【００３３】
波長多重伝送の場合には、波長グリッド以下の光フィルタ通過帯域となるように調整することにより、隣接チャネルとのクロストークも抑圧されるという効果も得られる。図３における送信器構成の場合には、クロック変調部２３はデータ変調部２０の前に配置されたが、その限りではなく、配置が相互に入れ替わってもよい。
【００３４】
また、データ変調部２０において、プッシュプル動作のマッハチェンダ光強度変調器について記述したが、その限りではなく、シングルエンドのマッハチェンダ光強度変調器、または、電界吸収型光変調器を用いてもよい。
【００３５】
次に、本発明の第１の実施形態における効果について説明する。本実施形態においては、信号光が伝達するデータの伝送速度を４０Ｇｂ／ｓ、データ変調信号としてはＮＲＺ（Non-return to zero）信号を用いた。１／２電気クロック信号としては、２０ＧＨｚの正弦波を用い、位相変調度は０．５πとした。また、光フィルタ２５は、０．４ｎｍの通過帯域を有する理想矩形フィルタを想定した。伝送路は８０ｋｍ×５中継で、各中継スパンは通常シングルモードファイバ（standard single mode fiber）５０ｋｍと逆分散ファイバ（reverse dispersion fiber）３０ｋｍとから構成されているとした。
【００３６】
シングルモードファイバの分散値、分散スロープ、損失、コア直径、非線形係数は、それぞれ＋１６（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、＋０．０７（ｐｓ／ｎｍ2 ／ｋｍ）、０．２（ｄＢ／ｋｍ）、１０．４（μｍ）、２．６２×１０-20 （ｍ2 ／Ｗ）を用いた。また、逆分散ファイバの分散値、分散スロープ、損失、コア直径、非線形係数としては、それぞれ−２６．６６（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、−０．０８（ｐｓ／ｎｍ2 ／ｋｍ）、０．３（ｄＢ／ｋｍ）、５．６４（μｍ）、２．６×１０-20 （ｍ2 ／Ｗ）を用いた。
【００３７】
図４は、送信パワーに対する４００ｋｍ伝送後のアイパタンの劣化度を示した図である。１ｄＢのアイパタン劣化を許容した場合、従来のＣＳ−ＲＺ変調方式と比べて、約２．５ｄＢ高い送信パワーで送信することが可能である。換言すれば、非線形耐力が２．５ｄＢ改善されることを示している。
【００３８】
次に、図５を用いて本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態は、第１の実施形態とはクロック変調部３３のみが異なっている。クロック変調部３３では、光源１から出射されたＣＷ光は、分離回路３６により２分岐される。一方のＣＷ光は、利得可変器３８により光パワーを調整された後、位相シフト３９により位相を遷移させられる。他方のＣＷ光は、光強度変調器３４において、位相シフト３５を用い、１／２電気クロック信号を用いてプッシュプル動作によりクロック変調を行う。
【００３９】
上述した光強度変調器３４における消光カーブの極小値をバイアス点としてクロック変調をかけており、従来例のＣＳ−ＲＺ変調方式で説明したクロック変調部（図９の１３）と同一である。多重回路３７により各々の光信号が合波されることにより、ＣＳ−ＲＺ信号のクロック成分にＣＷ成分が付加されることになる。クロック変調部３３から出射されたクロック信号は、第１の光増幅器２において光増幅された後、データ変調部３０でデータ変調を施される。データ変調後の光信号は第２の光増幅器３により増幅された後、伝送路へと送出される。なお、データ変調部３０の構成は、従来例であるＣＳ−ＲＺ変調のデータ変調部（図９の１０）と同一である。すなわち、データ変調部３０の光強度変調器３１と位相シフト３２は、図９の光強度変調器１１と位相シフト１２と同一構成である。
【００４０】
図６に第２の実施の形態における各部の出力波形と光スペクトルを示す。図６（ａ），（ｂ）は光強度変調器３４の光出力波形（アイパタン）および光スペクトルを示し、（ｃ），（ｄ）は多重回路３７のアイパタンおよび光スペクトルを示し、そして、（ｅ），（ｆ）は光強度変調器３１のアイパタンおよび光スペクトルを示している。
【００４１】
図５の構成において、利得可変器３８、位相シフト３９、および、多重回路３７は、ＣＳ−ＲＺのクロック変調スペクトラル［図６（ｂ）に示す光強度変調器３４の光出力の光スペクトラル］に、図６（ｄ）（多重回路３７の光出力の光スペクトラル）に示すように、搬送波を足しあわせるために用いられている。
【００４２】
利得可変器３８は、足しあわされる搬送波の強度を可変するのに使われており、この強度の可変は、第１の実施形態おける位相変調器２４の変調指数を可変するのと同等の作用をもつ。従って、利得可変器３８を用いた、足しあわされる搬送波の強度変化により、隣接符号間の位相チャープ量を可変可能となる。足しあわされる搬送波の強度は、ＣＳ−ＲＺクロック変調スペクトラル成分の第１番目の両側帯波［図６（ｂ）の真ん中の２つの輝線スペクトル］と同程度のレベルになるように、調整することが望ましい。これは非線形耐力に優れているからである。
【００４３】
位相シフト３９は、足しあわされる搬送波とＣＳ−ＲＺクロック変調スペクトラル成分との位相関係を調整するのに用いられている。位相シフト量としては、足しあわされる搬送波の位相が、ＣＳ−ＲＺクロック変調スペクトラル成分の第１番目の両側帯波のうちの一方と同相になるように調整することが望ましい。どちらの成分と同相にするかは、伝送路の分散マップにより異なる。
【００４４】
本実施形態で生成された信号光は、第１の実施形態で生成された信号光とほぼ等価である。このため、第１の実施形態と同等の非線形耐力を有する。
【００４５】
上述した利得可変器３８は、例えば、光増幅器または光減衰器、または両者の組み合わせで実現可能である。また、位相シフト３９は、例えば、位相変調器、および、光遅延器により実現可能である。
【００４６】
多重回路３７と光増幅器２との間、または、光増幅器２の段間、または、光増幅器２と光強度変調器３１との間に、狭帯域の光フィルタを挿入してもよい。挿入する光フィルタとしては、搬送波および第１番目の両側帯波のみを通過させることが好ましい。これは非線形耐力を劣化させることなく、光送信波形スペクトルの狭帯域化が可能となり、高密度波長多重伝送に適しているからである。また、光強度変調器３４と多重回路３７との間に狭帯域の光フィルタを挿入してもよい。この場合、挿入する光フィルタとしては、第１番目の両側帯波のみを通過させることが好ましい。
【００４７】
次に、図７を用いて本発明の第３の実施形態を説明する。本実施形態は、第１の実施形態とはクロック変調部４３のみが異なっている。クロック変調部４３では、光源１から出射されたＣＷ光は、位相チャープ（強度に応じた位相シフト）を有する光強度変調器４４において、１／２電気クロック信号を用いて強度変調される。上述した光強度変調器４４における消光カーブの極小値をバイアス点として強度変調をかけているが、強度変調器４４が位相チャープを有しているため、ＣＳ−ＲＺ変調のクロック変調部１３と異なり、搬送波は抑圧されない。
【００４８】
強度変調された光は、光フィルタ４５により、通過帯域を制限される。通過帯域としては、搬送波および第１番目の両側帯波のみを通過させるようにすることが好ましい。クロック変調部４３から出射されたクロック信号は、第１の光増幅器２において光増幅された後、データ変調部４０でデータ変調を施される。データ変調後の光信号は第２の光増幅器３により増幅された後、伝送路へと送出される。
【００４９】
なお、データ変調部４０の構成は、従来例であるＣＳ−ＲＺ変調のデータ変調部（図９の１０）と同一である。すなわち、データ変調部４０の光強度変調器４１及び位相シフト４２は、図９の光強度変調器１１及び位相シフト１２と同一構成である。図８に第３の実施の形態における各部の出力波形と光スペクトルを示す。図８（ａ），（ｂ）は光強度変調器４４の光出力波形（アイパタン）および光スペクトルを示し、（ｃ），（ｄ）は光フィルタ４５のアイパタンおよび光スペクトルを示し、そして、（ｅ），（ｆ）は光強度変調器４１のアイパタンおよび光スペクトルを示している。
【００５０】
本実施形態で生成された信号光は、第１の実施形態で生成された信号光とほぼ等価である。このため、第１の実施形態と同等の非線形耐力を有する。
【００５１】
以上、実施形態を本発明の光変調方式に関して説明したが、本発明は他の様々な態様により実現可能である。まず、本発明の光変調方式、および、光送信器において、１チャネル伝送の場合についてのみ記述したが、多チャネル伝送の場合にも有効な方式である。
【００５２】
また、本発明中の様々な回路、部品に関しては、その機能を満たすものであれば、どのような回路、部品を適用しても可能であることは言うまでもない。さらに、変調器の損失補償のために、光増幅器を用いたが、信号の変調自体には無関係であり、省略することができる。
【００５３】
さらにまた、上記実施の形態の位相変調部では、データ信号のビットレートの１／２周波数を有する電気クロック信号（１／２電気クロック信号）により位相変調を行っているが、データ信号のビットレートの１／２n （ｎは整数）周波数を有する電気クロック信号によって位相変調を行っても構わない。また、データ変調部での処理を、位相変調部での処理よりも先に行っても構わない。
【００５４】
【発明の効果】
第１の効果は、光送信信号の非線形耐力が著しく向上することである。図４に示した数値計算の結果によれば、従来構成と比べて、２．５ｄＢ高い非線形耐力を有している。その理由は、本発明では、周波数領域における各信号（搬送波、側帯波）のレベルを近づけることができるからである。
【００５５】
第２の効果は、従来方式であるＣＳ−ＲＺ変調方式と同程度、または、より狭い光送信スペクトル幅を実現可能であることである。その理由は、位相変調後、搬送波および第１の両側帯波のみを抽出しているためである。
【００５６】
第３の効果は、クロックバイアスの調整が不要であることである。その理由は、位相変調を施しているため、クロックバイアスを付加する必要がないためである。
【００５７】
第４の効果は、１／２電気クロック信号間の位相調整、および、振幅調整が不要であることである。その理由は、１つの１／２電気クロック信号のみを用いて位相変調を施し、クロック信号を生成するためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の各構成部における波形および光スペクトルを示す図である。
【図３】図１に示す構成の変形例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における効果を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の各構成部における波形および光スペクトルを示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の各構成部における波形および光スペクトルを示す図である。
【図９】従来例を示す図である。
【図１０】従来例の各構成部における波形および光スペクトルを示す図である。
【図１１】ＣＳ−ＲＺ変調方式とＲＺ変調方式の波形および光スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１ 光源
２，３ 光増幅器
２０，３０，４０ データ変調部
２１，３１ 光強度変調器
２２，３２，３５，
３９，４２ 位相シフト
２３，３３，４３ クロック変調部
２４ 光位相変調器
２５，４５ 光フィルタ
３４，４１ 光強度変調器
３６ 分離回路
３７ 多重回路
３８ 利得可変器
４４ チャープを有する光強度変調器
Claims (10)
- 搬送波周波数の光信号を出射するＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光源と、
前記ＣＷ光源から出射された搬送波周波数の光信号に対してデータビットレートの１／２となる周波数を有する１つの電気クロック信号のみを用いて位相変調を施すクロック変調部と、
前記クロック変調部で位相変調された光信号に前記データビットレートのＮＲＺ（Ｎｏｎ−ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅｒｏ）電気信号を用いてデータ変調を行うデータ変調部とを有する光送信器において、
前記クロック変調部と前記データ変調部の段間に、前記クロック変調部にて位相変調が施された後の光信号スペクトル帯域幅を前記データビットレート周波数の４倍となる周波数以下に制限する光フィルタを配置し、前記クロック変調部における位相変調指数が概ね０．３π〜０．７６５πの範囲であることを特徴とする光送信器。 - 前記光フィルタは、搬送波と第１番目の側帯波とを抽出することを特徴とする請求項１記載の光送信器。
- 前記光フィルタは、搬送波と第１番目の側帯波および第２番目の側帯波とを抽出することを特徴とする請求項１記載の光送信器。
- 搬送波周波数の光信号を出射するＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光源と、
前記ＣＷ光源から出射された搬送波周波数の光信号にデータビットレートのＮＲＺ（Ｎｏｎ−ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅｒｏ）電気信号を用いてデータ変調を行うデータ変調部と、
前記データ変調部でデータ変調された光信号に前記データビットレートの１／２となる周波数を有する１つの電気クロック信号のみを用いて位相変調を施すクロック変調部とを有する光送信器において、
前記クロック変調部の後段に、前記クロック変調部にて位相変調が施された
後の光信号スペクトル帯域幅を前記データビットレート周波数の４倍となる周波数以下に制限する光フィルタを配置し、前記クロック変調部における位相変調指数が概ね０．３π〜０．７６５πの範囲であることを特徴とする光送信器。 - 搬送波周波数の光信号を出射するＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光源と、
前記ＣＷ光源から出射されたＣＷ光を２分岐する分離手段と、前記分離手段で分岐されたＣＷ光のうちの一方に対してデータビットレートの１／２となる周波数を有する電気クロック信号を用いて、光変調器における消光カーブの極小値をバイアス点とした強度変調を施す手段と、前記分離手段で分岐されたＣＷ光のうちの他方に対してその利得及び位相を可変する手段と、前記強度変調を行った光信号と前記利得および位相を可変した光信号とを合波する多重手段とを含むクロック変調部と、
前記多重手段にて合波された光信号に前記データビットレートのＮＲＺ（Ｎｏｎ−ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅｒｏ）電気信号を用いてデータ変調を行うデータ変調部とを有する光送信器において、
前記利得および位相を可変する手段は、前記強度変調を施した光信号スペクトル成分の第１番目の側帯波と同程度以下の利得可変範囲、前記強度変調を施した光信号スペクトル成分の第１番目の側帯波のうちの一方と概ね同位相となるように位相調整することを特徴とする光送信器。 - ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光源から出射された搬送波周波数の光信号に対してデータビットレートの１／２となる周波数を有する１つの電気クロック信号のみを用いて位相変調を施す過程と、
前記位相変調が施された光信号に前記データビットレートのＮＲＺ（Ｎｏｎ−ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅｒｏ）電気信号を用いてデータ変調を行う過程とを有する光変調方法において、
光フィルタにて前記位相変調が施された後の光信号スペクトル帯域幅を前記データビットレート周波数の４倍となる周波数以下に制限し、前記位相変調の位相変調指数が概ね０．３π〜０．７６５πの範囲であることを特徴とする光変調方法。 - 前記光フィルタは、搬送波と第１番目の側帯波とを抽出することを特徴とする請求項６記載の光変調方法。
- 前記光フィルタは、搬送波と第１番目の側帯波および第２番目の側帯波とを抽出することを特徴とする請求項６記載の光変調方法。
- ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光源から出射された搬送波周波数の光信号にデータビットレートのＮＲＺ（Ｎｏｎ−ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅｒｏ）電気信号を用いてデータ変調を行う過程と、
前記データ変調された光信号に前記データビットレートの１／２となる周波数を有する１つの電気クロック信号のみを用いて位相変調を施す過程とを有する光変調方法において、
光フィルタにて、前記位相変調が施された後の光信号スペクトル帯域幅を前記データビットレート周波数の４倍となる周波数以下に制限し、前記位相変調の位相変調指数が概ね０．３π〜０．７６５πの範囲であることを特徴とする光変調方法。 - ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光源から出射されたＣＷ光を２分岐する過程と、前記分岐されたＣＷ光のうちの一方に対してデータビットレートの１／２となる周波数を有する電気クロック信号を用いて、光変調器における消光カーブの極小値をバイアス点とした強度変調を施す過程と、前記分岐されたＣＷ光のうちの他方に対してその利得及び位相を可変する過程と、前記強度変調を行った光信号と前記利得及び位相を可変した光信号とを合波する過程と、
前記合波された光信号に前記データビットレートのＮＲＺ（Ｎｏｎ−ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅｒｏ）電気信号を用いてデータ変調を行う光変調方法において、
前記利得および位相を可変する過程は、前記強度変調を施した光信号スペクトル成分の第１番目の側帯波と同程度以下の利得可変範囲、前記強度変調を施した光信号スペクトル成分の第１番目の側帯波のうちの一方と概ね同位相となるように位相調整することを特徴とする光変調方法。
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