JP3913252B2

JP3913252B2 - 光時分割多重送信装置

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Publication number: JP3913252B2
Application number: JP2005008089A
Authority: JP
Inventors: 昌俊賀川
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2007-05-09
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Description

この発明は、光時分割多重(Optical Time Division Multiplexing;OTDM) 方式およびＣＳ(Carrier Suressed)−ＲＺ(Retern to Zero)変調方式を用いた送信装置に関する。より詳細には、この発明は、光時分割多重方式およびＣＳ−ＲＺ変調方式を用いた光時分割多重化装置において、搬送波の位相ずれを検出・調整する技術に関する。

従来より、高速大容量の光伝送システムに適した信号多重化技術として、光時分割多重方式が知られている。また、かかる光伝送システムに適した変調技術として、ＣＳ−ＲＺ変調方式が知られている。

光時分割多重方式とは、一定時間毎に送信チャンネルを切り換えることによって、複数チャンネルの光信号列を多重化する方式である。例えば、１ビット周期毎に送信チャンネルを切り換えることによって、２チャンネルの光信号列を多重化することができる。

また、ＣＳ−ＲＺ変調方式は、ＲＺ方式にＣＳ技術を付加した変調方式である。ここで、ＲＺ方式とは、各信号ビットの間に信号値が零の領域を設ける方式である。これに対して、零領域を設けない方式は、ＮＲＺ(Non Retern to Zero)方式と称される。ＲＺ方式は、ＮＲＺ方式と比較して、タイミング制御が容易になるという利点を備えている。一方、ＣＳ技術とは、隣接する信号ビット間で、搬送波の位相を半波長分ずらす技術である。隣接する信号ビットＡ，Ｂ間で重なりが生じた場合、重なり部分の合成信号成分Ｃの光強度は、これらの信号ビットを形成する搬送波の位相が一致しているときに最も増大し、当該位相が半波長分ずれているときには打ち消し合う。したがって、隣接する信号ビットの搬送波位相を半波長分ずらすことにより、当該隣接信号ビットが重なる部分の光強度を低減させることができるので、これらの信号ビットを完全に分離すること（すなわち、ＲＺ方式の信号波形を得ること）が容易になる。高速大容量の光伝送システムでは、信号ビットの間隔を短くすることが望ましい。したがって、このような高速大容量の光伝送システムでＲＺ方式を採用する場合には、ＣＳ技術を用いることが有効である。

上述の光時分割多重方式とＣＳ−ＲＺ方式とを組み合わせるためには、各チャンネルの信号列を、位相が半波長分ずつずれた搬送波から形成すればよい。例えば、位相を半波長分ずらした搬送波から２チャンネルの信号列を形成してこれらの信号列を時分割多重すれば、隣接する信号ビットの搬送波位相は常に半波長ずれることになる。また、例えば４チャンネルの信号列を時分割多重する場合には、第１、第３チャンネルの搬送波位相を一致させるとともに、第２、第４チャンネルの搬送波位相を一致させ、且つ、第１、第３チャンネルの搬送波位相と第２、第４チャンネルの搬送波位相とを半波長分ずらせばよい。

周知のように、ビット信号は、マッハツェンダー型変調器等で搬送波を変調することによって、生成される。したがって、搬送波を変調するタイミングを制御することによって、当該ビット信号を構成する該搬送波の位相を制御することができる。しかしながら、搬送波は非常に高い周波数を有しているため、当該搬送波の位相を高精度に制御することは容易ではない。加えて、搬送波の位相は、温度等に依存して変動する場合がある。このため、隣接する信号ビット間の搬送波位相差を高精度に制御するためには、当該位相差を高精度に測定する技術が望まれる。

本願発明者は、下記特許文献１によって、搬送波の位相差を測定する技術を既に提案している。特許文献１の技術では、平面光導波路部３１０で、隣接する信号ビットどうしを重ね合わせて光強度を測定することにより、当該位相差を測定している（特許文献１の段落００２０、図１等参照）。上述の説明から解るように、隣接する信号ビットを重ねた場合、合成信号の光強度は、これらの信号ビットを形成する搬送波の位相が一致しているときに最も増大し、当該位相が半波長分ずれているときには打ち消し合う。したがって、当該被重畳信号の光強度を測定することにより、これらの信号ビットを構成する搬送波の位相差を検出することができる。

特許文献１の技術において、送信器１００（特許文献１の図１参照）から出力された信号光の隣接信号ビットどうしを重ねるときの組み合わせは、１・１，０・１，１・０，０・０の４種類である。ここで、ビット信号が‘１’のときの光強度を「１」とすると（したがってビット信号が‘０’のときの光強度は「０」）、重ね合わした信号ビットが‘１・１’の場合、両信号ビットの搬送波位相が一致していれば光強度は「４」になるが、両信号ビットの搬送波位相が半波長分ずれていれば「０」になる。また、重ね合わした信号ビットが‘１・０’，‘０・１’の場合、搬送波の位相差に拘わらず、光強度は「１」になる。さらに、重ね合わした信号ビットが‘０・０’の場合、搬送波の位相差に拘わらず、光強度は「０」になる。したがって、信号光のマーク率（‘０’と‘１’との存在比率）を１／２とすると、平面光導波路部（特許文献１の図２ではＰＬＣ部）３１０が検出する平均光強度は、信号ビットの搬送波位相が一致していれば（４＋１＋１＋０）／４＝３／２となるのに対して、信号ビットの搬送波位相が半波長分ずれていれば（０＋１＋１＋０）／４＝１／２となる。このように、特許文献１の技術では、信号ビットの搬送波位相が一致している場合と半波長分ずれている場合とで、光強度変化量（デューティ比）は３倍（すなわち４．８ｄＢ）となる。

この光強度変化量は、十分に大きいとは言えず、したがって搬送波の位相差を精度良く検出することが困難であった。
特開２００４−２３５３７号公報

この発明の課題は、隣接する信号ビット間の搬送波位相差を精度良く検出することができる光時分割多重送信装置を提供する点にある。

本発明に係る光時分割多重送信装置は、搬送波の位相が互いにずれるように生成された複数チャンネルの光信号列を時分割多重化することによって時分割多重光信号を生成する光時分割多重器と、時分割多重光信号のパルス幅をビット間隔以上の幅まで拡張するとともにこの被拡張光に隣接ビットの被拡張光を重畳する光干渉器と、この光干渉器が出力した被重畳光の強度を検出する光強度検出器とを備える。

この発明に係る光時分割多重送信装置では、時分割多重光信号のパルス幅をビット間隔以上の幅まで拡張してから該被拡張光に隣接ビットの被拡張光を重畳するように光干渉器を構成したので、隣接ビット間の中間部分での干渉も利用して光強度を検出することができる。このため、この発明によれば、光強度変化量を十分大きくすることができ、したがって、搬送波の位相差を精度良く検出することが可能になる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明する数値的条件は単なる例示にすぎない。

第１の実施形態
まず、この発明の第１の実施形態に係る光時分割多重送信装置について、図１〜図７を用いて説明する。

図１は、この実施形態に係る光時分割多重送信装置の全体構成を概略的に示すブロック図である。

図１に示したように、この実施形態に係る光時分割多重送信装置１００は、光時分割多重器１１０と、光分波器１２０と、サーキュレータ１３０と、光干渉器１４０と、光強度検出器１５０と、温度調節器１６０とを備えている。

光時分割多重器１１０は、搬送波の位相が互いにずれるように生成された２チャンネルの光信号列を時分割多重化することによって、時分割多重光信号を生成する。この光時分割多重器１１０は、光分波器１１１と、光変調器１１２，１１３と、光結合器１１４とを備えている。光分波器１１１は、外部から入力された光短パルス列Ｐ０を、光短パルス列Ｐ１，Ｐ２に分岐する。光変調器１１２は、電気バッファ１１５を介して入力された電気パルス信号列Ｅ１に応じて光短パルス列Ｐ１を変調することにより、光信号列Ｓ１を生成する。同様に、光変調器１１３は、電気バッファ１１６を介して入力された電気パルス信号列Ｅ２に応じて光短パルス列Ｐ２を変調することにより、光信号列Ｓ２を生成する。光変調器１１２，１１３は、温度調節器１６０からの制御信号に応じて、内部の光導波路（図示せず）の温度を制御する機能を備えている。光導波路の温度を制御することにより、当該光導波路の屈折率を制御することができ、これにより、光信号列Ｓ１，Ｓ２の搬送波位相を制御することができる。光結合器１１４は、２チャンネルの光信号列Ｓ１，Ｓ２を結合することにより、時分割多重光信号Ｍ０を生成する。

光分波器１２０は、光時分割多重器１１０から出力された時分割多重光信号Ｍ０の一部Ｍ１を抽出する。

サーキュレータ１３０は、光分波器１２０によって抽出された時分割多重光信号Ｍ１を光干渉器１４０に送るとともに、当該光干渉器１４０から出力された被重畳光Ｍ２を光強度検出器１５０に送る。

光干渉器１４０は、時分割多重光信号Ｍ１のパルス幅をビット間隔以上の幅まで拡張するとともに、該被拡張光に隣接ビットの被拡張光を重畳する。重畳された被拡張光は、被重畳光Ｍ２としてサーキュレータ１３０に送られる。本実施形態の光干渉器１４０は、ハーフミラー１４１および第１、第２の繰り返し反射干渉計１４２，１４３を備えている。ハーフミラー１４１は、時分割多重光信号Ｍ１を二分岐する。第１の繰り返し反射干渉計１４２は、分岐された時分割多重光信号の一方から被拡張光Ｒ１を生成して、ハーフミラー１４１に送り返す。第２の繰り返し反射干渉計１４３は、分岐された時分割多重光信号の他方から被拡張光Ｒ２を生成して、ハーフミラー１４１に送り返す。ハーフミラー１４１と第１の繰り返し反射干渉計１４２との往復光路長は、ハーフミラー１４１と第２の繰り返し反射干渉計１４３との往復光路長よりも、時分割多重光信号Ｍ１の１ビット間隔分短くなるように配置されている。光干渉器１４０の詳細構造および原理は、図２〜図７を用いて後述される。

光強度検出器１５０は、光干渉器１４０が出力した被重畳光Ｍ２の強度を検出する。

温度調節器１６０は、この発明の「調節器」に該当し、光強度検出器１５０の検出結果に応じて、光信号列Ｓ１，Ｓ２を構成する搬送波の位相差が半波長となるように、変調器１１２，１１３の温度を制御する。

次に、光干渉器１４０について、図２〜図７を用いて、詳細に説明する。

図２は、第１の繰り返し反射干渉計１４２の構造を示す概念図である。なお、第２の繰り返し反射干渉計１４３の構造も、第１の繰り返し反射干渉計１４２の構造と全く同じでよい。図２に示したように、繰り返し反射干渉計１４２は、時分割多重光信号Ｍ１の光軸方向に垂直に配置された、複数層（図２の例では４層）の反射面２０１，２０２，２０３，２０４を備えている。各反射面２０１〜２０４の反射率は、例えば０．３７５，０．２，０．２５，１である。反射面２０４の裏側には反射防止膜が形成されているので、多重反射は無視できる。時分割多重光信号Ｍ１が例えば８０Ｇｂｉｔ／秒の場合、反射面２０１，２０２間の時間的距離は例えば２．２５ピコ秒、反射面２０２，２０３間の時間的距離は例えば２．７５ピコ秒、反射面２０３，２０４間の時間的距離は例えば５ピコ秒に設定される。これらの時間的距離は、真空中の実距離に換算すると、それぞれ、０．６７５ｍｍ、０．８２５ｍｍ、１．５ｍｍになる。

図３は、反射面２０１〜２０４で反射した信号光の強度分布を示す概念図である。図３において、縦軸は光強度、横軸は時間である。図３から解るように、時分割多重光信号Ｍ１の信号パルスは、反射面２０１〜２０４で一部が反射し、残りが透過する。図３では、反射面２０１，２０２，２０３，２０４における反射光を、符号Ｒ２０１，Ｒ２０２，Ｒ２０３，Ｒ２０４で示している。そして、各反射面２０１〜２０４での反射光Ｒ２０１〜Ｒ２０４は、合成されて、第１の繰り返し反射干渉計１４２から出力される。各反射光Ｒ２０１〜Ｒ２０４の光強度は、対応する反射面２０１〜２０４の反射率によって定まる。また、各反射光Ｒ２０１〜Ｒ２０４の相対的な時間位置は、各反射面２０１〜２０４の時間的距離によって定まる。したがって、各反射面２０１〜２０４の反射率および時間的距離を適当に設定することにより、ビット間隔以上のパルス幅を有する合成反射光（被拡張光）Ｒ１を得ることができる。この被拡張光Ｒ１は、ハーフミラー１４１に送られる。

上述のように、第２の繰り返し反射干渉計１４３の構造は、第１の繰り返し反射干渉計１４２の構造と全く同じである。したがって、第２の繰り返し反射干渉計１４３からは、被拡張光Ｒ１（図３参照）と同じ波形の被拡張光Ｒ２が、ハーフミラー１４１に出力される。

ここで、上述のように、ハーフミラー１４１と第１の繰り返し反射干渉計１４２との往復光路長は、ハーフミラー１４１と第２の繰り返し反射干渉計１４３との往復光路長よりも、時分割多重光信号Ｍ１の１ビット間隔分だけ短い。したがって、各ビット信号に対応する被拡張光Ｒ１（すなわち第１の繰り返し反射干渉計１４２で生成された被拡張光）は、その次のビット信号に対応する被拡張光Ｒ２（すなわち第２の繰り返し反射干渉計１４３で生成された被拡張光）と同時に、ハーフミラー１４１に到達する。このため、ハーフミラー１４１は、常に、連続する２個のビット信号を重畳して、出力することになる。また、上述のように、時分割多重光信号Ｍ１は、搬送波の位相が互いにずれた２チャンネルの光信号列Ｓ１，Ｓ２から構成されている。したがって、ハーフミラー１４１から出力される被重畳光Ｍ２は、搬送波位相が一致しないビット信号の合成波である。このような場合、被重畳光Ｍ２の光強度は、搬送波の位相差の大小に応じて変化する。

図４は、光干渉器１４０の動作を説明するための模式的な波形図である。

図４において、（Ａ）は、光信号列Ｓ１，Ｓ２の搬送波位相が同一の場合（すなわち、搬送波位相差が零の場合）を示している。また、図４（Ａ）において、(a1)は干渉計に入力される時分割多重光信号Ｍ１の信号論理であり、(a2)は当該時分割多重光信号Ｍ１の波形である。上述のように、第１、第２の繰り返し反射干渉計１４２，１４３は、時分割多重光信号Ｍ１のパルス幅を拡張する（図４（Ａ）の(a6)参照）。このため、論理値‘１’が連続する場合には隣接ビット間の重なりが生じ、光信号強度が高くなる。したがって、第１、第２の繰り返し反射干渉計１４２，１４３で生成された被拡張光Ｒ１，Ｒ２は、図４（Ａ）の(a3)，(a4)に示したような波形になる。これらの被拡張光Ｒ１，Ｒ２は、ハーフミラー１４１によって、重畳される。これにより、光干渉器１４０から出力される被重畳光Ｍ２は、図４（Ａ）の(a5)に示したような波形になる。図５（Ａ）は、図４（Ａ）の(a5)に示した模式的重畳波の、実際の波形をシミュレーションした結果の一部である。図５（Ａ）に示したように、光信号列Ｓ１，Ｓ２の搬送波位相が同一の場合には、１が連続する部分の光強度が非常に高くなる。

一方、図４において、（Ｂ）は、光信号列Ｓ１，Ｓ２（図１参照）の搬送波位相が半波長分ずれている場合を示している。図４（Ｂ）の(b1)に示したように、時分割多重光信号Ｍ１の信号論理は、図４（Ａ）に場合と同一とする。したがって、図４（Ｂ）の(b2)に示したように、当該信号Ｍ１の波形も、図４（Ａ）の場合と同じである。この場合も、第１、第２の繰り返し反射干渉計１４２，１４３は、時分割多重光信号Ｍ１のパルス幅を拡張する。しかしながら、図４（Ｂ）の場合、隣接ビットの搬送波位相が相互に半波長分ずれているので、論理値‘１’が連続する部分で隣接ビット間の重なりが生じても、打ち消し合う。このため、当該重なり部分での光強度は零になるので、第１、第２の繰り返し反射干渉計１４２，１４３で生成された被拡張光Ｒ１，Ｒ２は、図４（Ｂ）の(b3)，(b4)に示したような波形になる。さらに、図４（Ｂ）の場合は、これらの被拡張光Ｒ１，Ｒ２が、ハーフミラー１４１で加算されるときにも、論理値‘１’のビットどうしが打ち消し合う。これにより、光干渉器１４０から出力される被重畳光Ｍ２は、図４（Ｂ）の(b5)に示したような波形になる。図５（Ｂ）は、図４（Ｂ）の(b5)に示した模式的重畳波の、実際の波形をシミュレーションした結果の一部である。図５（Ｂ）に示したように、光信号列Ｓ１，Ｓ２の搬送波位相が同一の場合には、１が連続する部分の光強度が零になる。

図５（Ａ）、（Ｂ）の比較から、隣接ビット間で搬送波位相が同一の場合は、当該搬送波位相が半波長ずれている場合と比較して、被重畳光Ｍ２の平均強度が高くなることが解る。以下、この平均強度の具体的な算出方法について、説明する。

上述のように、本実施形態では、第１の繰り返し反射干渉計１４２（図１参照）で反射した光信号ビットは、パルス幅が拡張され、これにより、前ビットおよび次ビットと重なり合う。さらに、このようにして生成された被拡張光Ｒ１には、ハーフミラー１４１で、前ビットの被拡張光Ｒ２が重畳される。この被拡張光Ｒ２も、当該前ビットのさらに前のビット（すなわち被拡張光Ｒ１の前々ビット）および当該前ビットの次ビット（すなわち被拡張光Ｒ１）と重なり合っている。したがって、ハーフミラー１４１から出力される被重畳光Ｍ２は、被拡張光Ｒ１の前々ビット、前ビットおよび次ビットの影響を受けていることになる。このため、被拡張光Ｒ１の光強度は、当該被拡張光Ｒ１の信号論理だけでなく、前々ビット、前ビットおよび次ビットの信号論理に応じて変化する。このような理由から、被拡張光Ｒ１の光強度は、２⁴（＝１６）通りの値を取り得ることになる。加えて、これら１６通りの被拡張光強度は、光信号列Ｓ１，Ｓ２（図１参照）を形成する搬送波の位相ずれに応じて変化する。

ここで、被拡張光Ｒ１の光強度を求めるためには、当該被拡張光Ｒ１の光波形の面積を算出すればよい。例えば、図５（Ａ）の波形からは、隣接信号ビットの搬送波位相が同一の場合の被拡張光強度を求めることができ、また、図５（Ｂ）の波形からは、隣接信号ビットの搬送波位相が半波長分ずれている場合の被拡張光強度を求めることができる。さらに、図５（Ａ）、（Ｂ）に対応する被拡張光強度は、図４（Ａ）の(a5)や同図（Ｂ）の(b5)を用いて概算することができる。

図６は、図４（Ａ）の(a5)および図４（Ｂ）の(b5)を用いて被拡張光Ｒ１の光強度を概算した結果を示す表である。図６において、ｘは被拡散光Ｒ１のパルス幅であり、ｙは当該被拡張光Ｒ１の１ビット長（例えば８０Gbit/sの信号光の場合、１２．５ピコ秒）である（図４（Ａ）の(a6)参照）。

被拡張光Ｒ１の平均強度は、上述の１６通りの被拡張光強度の平均値であると考えることができる。したがって、図６の例では、隣接信号ビットの搬送波位相が同一の場合の被拡張光強度の平均値Ｉ１は下式（１）で与えられ、また、当該搬送波位相が半波長分ずれている場合の当該平均値Ｉ２は下式（２）で与えられる。そして、式（１）、（２）より、下式（３）が与えられる。ここで、ｄは、拡張前後の光信号ビットのデューティ比であり、したがってｄ＝ｘ／ｙである。式（３）から解るように、強度比Ｉ１／Ｉ２は、デューティ比ｄに依存する。

Ｉ１＝６４ｘ＋２４ｙ …（１）
Ｉ２＝１６ｘ＋８ｙ …（２）
Ｉ１／Ｉ２＝（６４ｄ＋２４）／（１６ｄ＋８） …（３）

図７（Ａ）は、強度比Ｉ１／Ｉ２とデューティ比ｄとの関係を示すグラフであり、縦軸が強度比Ｉ１／Ｉ２、横軸がデューティ比ｄである。図７（Ａ）から解るように、デューティ比ｄが‘１’よりも大きい場合は、このデューティ比ｄに依存して強度比Ｉ１／Ｉ２が増大する。これにより、光干渉器１４０を用いて光信号ビットのパルス幅を拡張すると（すなわちデューティ比ｄを‘１’よりも大きくすると）、強度比Ｉ１／Ｉ２が増大することが判る。図７（Ａ）から解るように、例えばデューティ比ｄが１．３の場合、強度比Ｉ１／Ｉ２は約３．４（すなわち５．３ｄＢ）となり、十分に大きい強度比Ｉ１／Ｉ２が得られる。

図７（Ｂ）は、隣接信号ビットの搬送波位相差と光信号強度の関係の一例を示すグラフであり、縦軸は光信号強度[dBm] 、横軸は位相差[adim]である。図７（Ｂ）に示したように、この実施形態に係る光時分割多重送信装置１００では、隣接信号ビットの搬送波位相が同一の場合の被拡張光強度と当該搬送波位相が半波長分ずれている場合の被拡張光強度との比が十分に大きいので（図７（Ｂ）の例では５．３ｄＢ）、搬送波位相の変化に対する光強度の変化が大きくなり、したがって、搬送波位相の測定精度を向上させることが容易になる。

以上説明したように、この実施形態に係る光時分割多重送信装置１００によれば、光干渉器１４０を設けたので、隣接する信号ビット間の搬送波位相差を精度良く検出することができる。

第２の実施形態
次に、この発明の第２の実施形態に係る光時分割多重送信装置について、図８を用いて説明する。

この実施形態は、ファイバー・ブラッグ・グレーティング(FBG:Fiber Bragg Grating) を用いて干渉計を構成した例である。他の部分の構成は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

図８は、この実施形態に係る干渉計８００の構成を概略的に示す概念図である。

図８に示したように、干渉計８００は、ファイバ・ブラッグ・グレーティング８１０と、これを覆う被覆部材８２０とを備えている。そして、ファイバ・ブラッグ・グレーティング８１０には、位相シフト領域８１３を挟んで、第１のグレーティング領域８１１と第２のグレーティング領域８１２とが形成されている。

第１、第２のグレーティング領域８１１，８１２は、第１の実施形態に係る繰り返し反射干渉計１４２，１４３（図１参照）と同様、複数の反射面を備えている（図２参照）。各反射面は、時分割多重光信号Ｍ１の一部を反射し、残りを透過する。

位相シフト領域８１３は、時分割多重光信号Ｍ１をそのまま透過する。位相シフト領域８１３は、光入出力端８０１と第１、第２のグレーティング領域８１１，８１２との往復光路長の差を設定するために設けられる。すなわち、光入出力端８０１と第１のグレーティング領域８１１との往復光路長が、当該光入出力端８０１と第２のグレーティング領域８１２との往復光路長よりも、時分割多重光信号Ｍ１の１ビット間隔分短くなるように、位相シフト領域８１３の長さが設定される。

次に、図８に示した干渉計８００の動作原理を説明する。

時分割多重光信号Ｍ１は、サーキュレータ１３０（図１参照）から出力されて、入出力端８０１から、ファイバ・ブラッグ・グレーティング８１０に入力される。この光信号Ｍ１は、第１のグレーティング領域８１１に達する。上述のように、光信号Ｍ１の一部ずつが、グレーティング８１１の各反射面で順次反射する。そして、これらの反射光が合成されて、光入力端８０１から出力される。これにより、第１の実施形態と同様の、被拡張光Ｒ１が得られる（図３参照）。

第１のグレーティング８１１を透過した光信号成分は、第２のグレーティング領域８１２に達する。この光信号成分の一部ずつが、第２のグレーティング８１２の各反射面で順次反射する。そして、これらの反射光が合成されて、光入力端８０１から出力される。これにより、第１の実施形態と同様の、被拡張光Ｒ２が得られる。

上述のように、光入出力端８０１と第１のグレーティング領域８１１との往復光路長は、光入出力端８０１と第２のグレーティング領域８１２との往復光路長よりも、時分割多重光信号Ｍ１の１ビット間隔分だけ短い。したがって、各ビット信号に対応する被拡張光Ｒ１は、その前のビット信号に対応する被拡張光Ｒ２と同時に、光入出力端８０１に到達する。このため、光入出力端８０１は、常に、連続する２個のビット信号を重畳して、出力することになる。

この実施形態に係る光時分割多重送信装置に係る他の動作は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

以上説明したように、この実施形態に係る光時分割多重送信装置によれば、干渉計８００を設けたので、第１の実施形態と同様、隣接する信号ビット間の搬送波位相差を精度良く検出することができる。

加えて、干渉計８００をファイバ・ブラッグ・グレーティングで構成したので、構成が簡単になるという利点を有する。

以上説明した実施形態では、２系統の光信号列Ｓ１，Ｓ２を多重化する光時分割多重送信装置を例に採って説明したが、４系統或いはそれ以上の光信号列を多重化する光時分割多重送信装置にも、この発明を適用することができる。

第１の実施形態に係る光時分割多重送信装置の全体構成を概略的に示すブロック図である。第１の実施形態に係る干渉計の構造を示す概念図である。第１の実施形態に係る干渉計の動作を説明するための概念図である。第１の実施形態に係る干渉計の動作を説明するための模式的な波形図である。第１の実施形態に係る干渉計の動作を説明するための波形図である。第１の実施形態に係る干渉計の動作を説明するための図表である。第１の実施形態に係る干渉計の動作を説明するためのグラフである。第２の実施形態に係る干渉計の構造を示す概念図である。

符号の説明

１００光時分割多重送信装置
１１０光時分割多重器
１１１，１２０光分波器
１１２，１１３光変調器
１１４光結合器
１１５，１１６電気バッファ
１３０サーキュレータ
１４０光干渉器
１５０光強度検出器
１６０温度調節器

Claims

搬送波の位相が互いにずれるように生成された複数チャンネルの光信号列を時分割多重化することによって時分割多重光信号を生成する光時分割多重器と、
前記時分割多重光信号のパルス幅をビット間隔以上の幅まで拡張するとともに、該被拡張光に隣接ビットの被拡張光を重畳する光干渉器と、
該光干渉器が出力した被重畳光の強度を検出する光強度検出器と、
を備えることを特徴とする光時分割多重送信装置。
前記光時分割多重器から出力された前記時分割多重光信号の一部を抽出する光分波器を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光時分割多重送信装置。
前記光分波器によって抽出された前記時分割多重光信号を前記光干渉器に送るとともに、当該光干渉器から出力された前記被重畳光を前記光強度検出器に送るサーキュレータを、さらに備えることを特徴とする請求項２に記載の光時分割多重送信装置。
前記光強度検出器の検出結果に応じて、隣接する前記光信号列を構成する前記搬送波の位相差が半波長となるように前記光時分割多重器を制御する調節器を、さらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光時分割多重送信装置。
前記光干渉器が、前記時分割多重光信号を二分岐するハーフミラーと、一方の被分岐時分割多重光信号から前記被拡張光を生成して前記ハーフミラーに送り返す第１の繰り返し反射干渉計と、他方の被分岐時分割多重光信号から前記被拡張光を生成して前記ハーフミラーに送り返す第２の繰り返し反射干渉計とを備え、且つ、
前記ハーフミラーと前記第１、第２の繰り返し反射干渉計との間の往復光路長が、前記時分割多重光信号の１ビット間隔分ずれるように、当該第１、第２の繰り返し反射干渉計が配置された、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光時分割多重送信装置。
前記光干渉器が、前記時分割多重光信号から前記被拡張光を生成する第１のグレーティング領域と、該第１のグレーティング領域を通過した前記時分割多重光信号から前記被拡張光を生成する第２のグレーティング領域とを備えるファイバ・ブラッグ・グレーティングを有し、且つ、
該ファイバ・ブラッグ・グレーティングの光入出力端と前記第１、第２のグレーティング領域との間の往復光路長が、前記時分割多重光信号の１ビット間隔分ずれるように、当該第１、第２のグレーティング領域が形成された、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光時分割多重送信装置。