JP6363933B2 - 光送受信装置、光受信器及び光送受信方法 - Google Patents
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Description
Esig=Asigexp(iωsigt+iφsig) ・・・(1)
とし、局発光の光電界ELoを
ELo=exp(iωLot) ・・・(2)
と表す。ここでωsigおよびωLoは各々信号光のキャリアおよび局発光の角振動数、tは時間、iは虚数単位である。AsigおよびφsigはQAM信号によって伝播される情報であり、QPSKの場合はAsig=1、φsigはπ/2×nradとなる。ここでnは整数である。以下の数式においては、本質的でない係数は省いてある。光受信器4内で光電界EsigとELo とは90度ハイブリッドによって合波されてから電気変換され、
V1=Asigsin{(ωsig−ωLo)t+φsig} ・・・(3)
V2=Asigcos{(ωsig−ωLo)t+φsig} ・・・(4)
の2値を得る。ここで、ωsig−ωLoを周波数オフセットと呼ぶ。
Esig=Asigexp(iωsigt+iφsig+iφNoise) ・・・(5)
ELo=exp(iωLot+iφLoNoise) ・・・(6)
これらの(5)式、(6)式を用いて電気信号V1,V2を書き直せば
V1=Asigsin{(ωsig−ωLo)t+φsig+φNoise−φLoNoise} ・・・(7)
V2=Asigcos{(ωsig−ωLo)t+φsig+φNoise−φLoNoise} ・・・(8)
を得る。
Ec=exp(iωct+iφNoise) ・・・(9)
とする。
Ec=exp(iωct+iφNoise) ・・・(10)
ELo1=exp(i(ωc+ωΔ)t+iφNoise) ・・・(11)
ELo2=exp(i(ωc−ωΔ)t+iφNoise+iπ) ・・・(12)
となる。ここでELo2にiπの項があるのは、ELo1およびELo2の生成にCS−RZ変調を用いることを仮定したためであるが、他の実施形態においてこの項がiπ以外の値をとったとしても問題はない。
Esig=Asigexp(iωct+iφsig+iφNoise+iθ) ・・・(13)
を得る。光位相θは、IQ変調器入出力の遅延時間差τに伴って生じる固定の光位相遅延であるが、遅延時間差τにおけるφNoiseの変動量が十分小さければ、θがどのような値であっても復調に支障はない。
V1=8Asigcos(φsig+θ)sin(ωΔt) ・・・(14)
V2=−8Asigsin(φsig+θ)sin(ωΔt) ・・・(15)
となる。両者の比をとればsin(ωΔt)の因子がキャンセルされ、更に逆三角関数を用いればφsig+θを得ることができる。ここでθは消えずに残るが、θの値は時間にほとんど依存しない定数であるため、2つの時間的に連続するシンボルの位相φsig(t)+θおよびφsig(t−ΔT)+θの差をとることにより、θを除去することができる。ΔTはシンボル周期である。あるいは、従来技術同様に4乗法などを併用して数学的にθを除去することも出来る。一方Asigは、V1,V2の両者の2乗の和をとるとによって得ることができる。
次に、前述した手法を適用した第1実施形態による光QAM伝送システムの構成を説明する。図1は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図4に示す従来の装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。まず、CW光源1によって生成された角振動数ωcのCW光をカプラ20によって分割する。
次に、第2実施形態による光QAM伝送システムの構成を説明する。図2は、同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図1に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図2に示す第2実施形態の構成では、CS−RZ変調器21に代えて多波長光源110によりωcおよびωc±ωΔを生成する。
次に、第3実施形態による光QAM伝送システムの構成を説明する。前述した実施形態の説明では、説明を簡単にするために単一偏波での光QAM伝送を例にとって説明したが、周波数利用効率を高めるために偏波多重された光QAMによる伝送も広く行われている。
次に、第4実施形態による光QAM伝送システムの構成を説明する。図3は、同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図1に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。第1実施形態では光変調装置を2種類用い、うち1つをデータ信号変調手段2として用い、他の1つであるCS−RZ変調器21を輝線スペクトル生成手段として用いた。これら2つの光変調器を1台のIQ変調器200に集約したのが第4実施形態による光QAM伝送システムである。
Claims (8)
- CW光源と、
前記CW光源の出力を変調することにより、キャリア周波数がωcの光変調信号と光周波数がωc±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である複数の輝線スペクトルとを生成して出力する光変調手段と
を有する光送信器と、
光伝送路から送られてきた光信号から、キャリア周波数がωcの光変調信号と光周波数がωc±nωΔである少なくとも2種類の輝線スペクトルとを分離する信号局発分離手段と、
前記信号局発分離手段によって分離された光変調信号と輝線スペクトルとを各々信号光用入力ポートおよび局発光用入力ポートに入力する90度ハイブリッドと、
前記90度ハイブリッドから出力される干渉光を受光し電気変換する電気変換手段と
を有する光受信器と
を備えることを特徴とする光送受信装置。 - CW光源と、
前記CW光源の出力を分岐する光分岐手段と、
前記光分岐手段の出力の一方を変調してキャリア周波数がωcの光変調信号を生成するデータ信号変調手段と、
前記光分岐手段の出力の他方を変調して光周波数がωc±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である複数の輝線スペクトルを生成する輝線スペクトル生成手段と、
前記データ信号変調手段の出力と前記輝線スペクトル生成手段の出力とを合波して光伝送路に出力する合波手段と
を有する光送信器と、
光伝送路から送られてきた光信号から、キャリア周波数がωcの光変調信号と光周波数がωc±nωΔである少なくとも2種類の輝線スペクトルとを分離する信号局発分離手段と、
前記信号局発分離手段によって分離された光変調信号と輝線スペクトルとを各々信号光用入力ポートおよび局発光用入力ポートに入力する90度ハイブリッドと、
前記90度ハイブリッドから出力される干渉光を受光し電気変換する電気変換手段と
を有する光受信器と
を備えることを特徴とする光送受信装置。 - 等しい周波数間隔を有する複数のCW光を発生する多波長光発生手段と、
前記多波長光発生手段から出力されるCW光のうち少なくとも1つを分波して変調しキャリア周波数がωcの光変調信号を生成するデータ信号変調手段と、
前記多波長光発生手段から出力されるCW光のうち光周波数がωc±nωΔ(nは自然数、ωΔは多波長光発生手段の角振動数の間隔)である少なくとも2つのCW光を分波する輝線スペクトル生成手段と、
前記データ信号変調手段の出力と前記輝線スペクトル生成手段の出力とを合波して光伝送路に出力する合波手段と
を有する光送信器と、
光伝送路から送られてきた光信号から、キャリア周波数がωcの光変調信号と光周波数がωc±nωΔである少なくとも2種類の輝線スペクトルとを分離する信号局発分離手段と、
前記信号局発分離手段によって分離された光変調信号と輝線スペクトルとを各々信号光用入力ポートおよび局発光用入力ポートに入力する90度ハイブリッドと、
前記90度ハイブリッドから出力される干渉光を受光し電気変換する電気変換手段と
を有する光受信器と
を備えることを特徴とする光送受信装置。 - 前記多波長光発生手段は少なくとも2種類のCW光源と光導波路とを備え、
前記光導波路は前記CW光源の出力が入力され、
前記光導波路は四波混合により少なくとも3種類のCW光を出力すること
を特徴とする請求項3に記載の光送受信装置。 - 前記データ信号変調手段の出力と前記輝線スペクトル生成手段の出力との少なくともいずれか一方は偏波多重されていることを特徴とする請求項2または3に記載の光送受信装置。
- 光伝送路から送られてきた光信号から、キャリア周波数がωcの光変調信号と光周波数がωc±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である少なくとも2種類の輝線スペクトルとを分離する信号局発分離手段と、
前記信号局発分離手段によって分離された光変調信号と輝線スペクトルとを各々信号光用入力ポートおよび局発光用入力ポートに入力する90度ハイブリッドと、
前記90度ハイブリッドから出力される干渉光を受光し電気変換する電気変換手段と
を備えることを特徴とする光受信器。 - 前記電気変換手段の出力から高周波成分を遮断するローパスフィルタを備え、
前記ローパスフィルタの遮断周波数は前記光変調信号のシンボルレートよりは大きくかつωΔよりも小さいことを特徴とする請求項6に記載の光受信器。 - CW光源と、光分岐手段と、データ信号変調手段と、輝線スペクトル生成手段と、合波手段とを備える光送信器と、信号局発分離手段と、90度ハイブリッドと、電気変換手段とを備える光受信器とを備える光通信システムが行う光送受信方法であって、
前記光分岐手段が、前記CW光源の出力を分岐する光分岐ステップと、
前記データ信号変調手段が、前記光分岐手段の出力の一方を変調してキャリア周波数がωcの光変調信号を生成するデータ信号変調ステップと、
前記輝線スペクトル生成手段が、前記光分岐手段の出力の他方を変調して光周波数がωc±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である複数の輝線スペクトルを生成する輝線スペクトル生成ステップと、
前記合波手段が、前記データ信号変調手段の出力と前記輝線スペクトル生成手段の出力とを合波して光伝送路に出力する合波ステップと、
前記信号局発分離手段が、前記光伝送路から送られてきた光信号から、キャリア周波数がωcの前記光変調信号と光周波数がωc±nωΔである複数の前記輝線スペクトルとを分離する信号局発分離ステップと、
前記90度ハイブリッドが、前記信号局発分離手段によって分離された光変調信号と輝線スペクトルとを各々信号光用入力ポートおよび局発光用入力ポートに入力する90度ハイブリッドステップと、
前記電気変換手段が、前記90度ハイブリッドから出力される干渉光を受光し電気変換する電気変換ステップと
を有することを特徴とする光送受信方法。
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JP2014210639A JP6363933B2 (ja) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | 光送受信装置、光受信器及び光送受信方法 |
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