WO2005088876A1

WO2005088876A1 - 光伝送システム、光伝送システムの光送信装置及び光受信装置

Info

Publication number: WO2005088876A1
Application number: PCT/JP2005/004817
Authority: WO
Inventors: Kazushige Yonenaga; Mikio Yoneyama; Masahito Tomizawa; Akira Hirano; Shoichiro Kuwahara; Tomoyoshi Kataoka; Akihide Sano; Gentaro Funatsu
Original assignee: Nippon Telegraph And Telephone Corporation
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2005-09-22
Also published as: EP1727301B1; CN1771679B; EP1727301A4; US7734194B2; JPWO2005088876A1; JP4494401B2; US8005374B2; US20100172653A1; CN1771679A; US20070058988A1; EP1727301A1

Abstract

　送信側の光源の光周波数に合致した、マッハツェンダ干渉計の最適な動作点に設定することができる光伝送システムを提供する。光受信装置（２）は、バランス型検波回路（２２１）から出力される信号列を用いて、微小変調信号発振回路（２２４）がＭＺＩ（２００）の位相調整端子（２０１）に印加する微小変調信号成分を検出する微小変調信号成分検出回路（２２２）と、微小変調信号検出回路（２２２）及び微小変調信号発振回路（２２４）から出力される微小変調信号を同期検波して、光信号キャリア周波数とＭＺＩ（２００）の光周波数特性のずれから生じる誤差信号成分を検出する同期検波回路（２２３）と、ずれ量を修正するようにＭＺＩ（２００）から２分岐された信号光の位相差を調整するための制御信号を出力するコントローラ（２０７）とを有する。

Description

明細書

光伝送システム、光伝送システムの光送信装置及び光受信装置技術分野

[0001] 本発明は、 DPSK— DD方式を適用した光伝送システム、該光伝送システムの光送信装置及び光受信装置に関する。

本願は、 2004年 3月 17日に出願された特願 2004-76746号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 光伝送システムは、ブロードバンド時代の到来によりますます大容量ィ匕が求められるようになってきている。波長多重技術 (WDM技術）により比較的容易に大容量ィ匕が可能となりつつある力一波長あたりのビットレートの高速化も盛んに研究されている。その理由は、一波長あたりのビットレートを高速ィ匕することで、装置コストを低減し、装置を小型化、低消費電力化できることにより、システムトータルのイニシャルコスト、ランニングコストを低減できることにある。

[0003] すでに、 40Gbit/s/CHを実現する電気回路は実用段階にある。このような高速の光信号を WDM伝送する場合には、波長分散による伝送可能距離制限、ファイバの非線形性によるファイバへの入力パワー制限などが問題となっている。特に、ファイバの非線形性への対応として近年差動位相シフトキーイング一直接検波方式 (DPSK- DD方式）の検討が盛んになつてきて!/、る。

[0004] また、より非線形而性を持つ RZ (Return- to- Zero)— DPSK方式や CS(Carrier

Suppressed)RZ— DPSK方式を用いた WDM伝送技術が検討されて!、る。入力パヮ一制限には、従来光伝送システムでよく用いられてきた NRZ符号 (Non— Return— Zero 符号)と比較すると RZ符号が耐カを有して、ると、われて、る。

[0005] DPSK— DD方式 (RZ— DPSK,CSRZ— DPSKなどの RZ系の DPSK- DD方式を含む)では、受信装置にて位相変調信号をマツハツヱンダ干渉計などの復調器を用 V、て強度変調符号に変換して力も受光器で直接検波する。このときダブルバランスドレシーバを用いることで差動受光が可能となり、識別感度が、強度変調信号をひとつの受光器で直接検波した場合に比べて 3dB改善されることから、受光器にはダブルノランスドレシーバが用いられることが一般的である。

[0006] さてマッハツエンダ干渉計を用いて位相変調信号を強度変調信号に復調するためには、マッハツンダ干渉計の 2つの経路の経路差を、信号光波長の変動に追随して波長レベルで制御しなくてはならない。これらを制御するための方法には、たとえば、特許文献 1にて説明されているように、バランス型受光器の出力レベルを検出して一定の出力が得られるように、干渉計の一方のアームに設けた位相シフターを制御する方法がある。

[0007] マッハツエンダ干渉計としては、 PLC (Planar Lightwave Circuit)上に生成した光導波路タイプのものが市販されている。経路差の制御方法としては、基板の温度を制御する（通過帯域変化量: 1.4GHz/°C) 、両アームに付けられたヒータを加熱して (位相変化量: 1.33 π /W)制御することができる。

特許文献 1：特開昭 63-52530号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、特開昭 63-52530号公報、「コヒーレント光通信用の受信器」にて説明されて、る方法では、位相シフターの最適点が検出信号レベルの最大値であるため、信号光波長と干渉計の通過帯域のずれの絶対値は検出できても、ずれの方向は検出できない。これが従来の技術の一つ目の課題である。

[0009] WDM伝送システムに適用する場合には、 WDMの波長間隔と、マツハツヱンダ干渉計の繰り返し周波数が一般には一致しな、ため、マッハツエンダ干渉計の行路差を制御しなくてはならない。（これを周波数軸で表現すれば、マッハツンダ干渉計の通過帯域波長を制御しなくてはならない。）信号速度が高速になると制御範囲が広くなる。たとえば、 40Gbit/sの信号であれば、マッハツンダ干渉計の繰り返し周波数は 40GHzとなるので、発振波長とマッハツエンダ干渉計の通過帯域との差は最大で 20GHzとなる。マッハツエンダ干渉計が PLCであり、通過帯域の制御を基板温度で行うならば、約 15°C変更しなくてはならないことになり、大きな消費電力を必要とする。これが 2つ目の課題である。 [0010] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、送信側の光源の光周波数に合致した、マッハツンダ干渉計の最適な動作点に設定することができる光伝送システム、光伝送システムの光送信装置及び光受信装置を提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0011] 上記目的を達成するために、本発明の光伝送システムは、差動符号化された位相変調光を出力する光送信装置と、この位相変調光を受光して復調する光受信装置とを備え、前記光送信装置は、 NRZ符号の入力信号を NRZ - 1符号の信号に変換するエンコーダと、前記エンコーダによって符号ィ匕されたマークとスペースに対して、位相振幅 Δ φを 0≤ Δ φ≤ πの範囲で与えた位相変調光を出力する位相変調器とを有し、前記光受信装置は、受信した前記位相変調光を 2分岐し、該 2分岐された一方の信号光に対して 1ビット遅延させて、両信号光を干渉させて強度変調光に変換し、かつ干渉する両信号間の位相差を設定するための位相調整端子を有するマツハツェンダ干渉計と、該マッハツンダ干渉計における 2つの出力ポートからの信号光を光電変換し、変換された電気信号の差分を出力するバランス型検波回路と、前記マッハツンダ干渉計の前記位相調整端子に周波数 flの第 1の低周波信号を印加する低周波信号発生回路と、前記バランス型検波回路から供給される信号から第 2の低周波信号を検出する微小変調信号成分検出回路と、前記微小変調信号成分検出回路力出力される前記第 2の低周波信号を前記低周波信号発生回路力出力される前記第 1の低周波信号で同期検波することにより、前記光送信装置から出力される前記位相変調光の中心波長と前記マッハツンダ干渉計の通過帯域波長とのずれ量及びその方向を検知する同期検波回路と、前記ずれ量を修正するように前記 2分岐された信号光の位相差を調整するための制御信号を出力する制御回路と、前記制御信号に基づ、て前記位相調整端子を駆動するドライバ回路と、を有する。

[0012] 本発明の光伝送システムにおいて、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路力出力される信号を分岐した信号のアイ開口をモニタした信号を出力するアイ開口モニタ回路と、前記アイ開口モニタ回路力出力される信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタとを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良、。

[0013] 本発明の光伝送システムにおいて、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路カゝら出力される電気信号を識別再生するとともにその内部に符号誤り検出機能を備えたデータ再生回路と、前記データ再生回路から出力される誤り検出数情報をモニタした信号を出力する誤り検出数モニタ回路と、前記誤り検出数モニタ回路力出力される信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタとを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づ!/ヽて前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良ヽ。

[0014] 本発明の光伝送システムにおいて、前記バランス型検波回路は等化増幅回路を有し、前記微小変調信号成分検出回路は、前記等化増幅回路の消費電流をモニタした信号を出力する消費電流モニタ回路と、前記消費電流モニタ回路から出力される信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタとを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良、。

[0015] 本発明の光伝送システムにおいて、前記バランス型検波回路は、前記マッハツエンダ干渉計の前記 2つの出力ポートをそれぞれ 2つに分岐する光分岐手段と、該光分岐手段で分岐された 2つの光を干渉させる光結合手段と、該光結合手段から出力された光信号を電気信号に変換する光検波手段とを有し、前記微小変調信号成分検出回路は、前記光検波手段から出力される前記電気信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良い。

[0016] 本発明の光伝送システムにおいて、前記マツハツヱンダ干渉計のフリースペクトルレンジが主信号のクロックレートから若干シフトしており、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型光検波回路を構成して、る一方のフォトディテクタの光電流を増幅する第 1の増幅器と、該第 1の増幅器の出力から前記第 2の低周波信号の成分を抽出する帯域通過フィルタを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づ!/、て、前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良、。 [0017] 本発明の光伝送システムにおいて、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型光検波回路を構成する他方のフォトディテクタの光電流を増幅する第 2の増幅器と、前記第 1の増幅器の出力と前記第 2の増幅器の出力の差を出力する減算器とをさらに有し、前記帯域通過フィルタは、該減算器の出力から前記第 2の低周波信号の成分を抽出するようにしても良い。

[0018] 本発明の光伝送システムにおいて、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される信号列力クロックを抽出するクロック抽出回路と、前記クロック抽出回路から出力されるクロック信号に重畳された前記第 2の低周波信号を抽出する低周波信号抽出回路とを有し、前記同期検波回路は、前記低周波信号抽出回路から出力される前記第 2の低周波信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良ヽ。

[0019] 本発明の光伝送システムにおいて、前記光送信装置は、信号ビットレートと同一のクロック信号を生成するクロック信号生成回路と、該クロック信号生成回路より出力されるクロック信号で前記位相変調光の強度変調を行う強度変調器とを有し、前記バランス型検波回路は、前記マツハツヱンダ干渉計における前記 2つの出力ポートのうちの一方のポートを分岐する光分岐回路と、該光分岐回路に接続されたモニタ用受光器とを有し、前記微小変調信号成分検出回路は、前記モニタ用受光器から出力される強度変調光力前記第 2の低周波信号が重畳されたクロックを抽出する狭帯域ァンプと、抽出されたクロックから前記第 2の低周波信号を抽出する電力検出回路を有し、前記同期検波回路は、前記電力検出回路の出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良、。

[0020] 本発明の光伝送システムにお、て、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路力出力される電気信号を識別再生するデータ再生回路と、前記データ再生回路の出力信号と識別前の信号との相関を検出する相関検出回路と、前記相関検出回路の出力から前記第 2の低周波信号を抽出する低周波信号抽出回路とを有するようにしても良い。

[0021] 本発明の光伝送システムにおいて、前記光伝送システムは、前記周波数 flの低周波信号を重畳するのに十分な高さの周波数 f2の信号により前記位相変調光を強度変調する強度変調手段と、前記周波数 f2の強度変調成分を検出する強度変調成分検出手段とを有し、前記微小変調信号成分検出回路は、検出された前記周波数 f2 の前記強度変調成分に重畳されている周波数 flの前記第 2の低周波信号を抽出するようにしても良い。

[0022] 本発明の光伝送システムにお、て、前記光送信装置は、前記強度変調手段として

、前記周波数 βの信号を生成して前記光送信装置の光源を直接強度変調する発振回路を有するようにしても良、。

[0023] 本発明の光伝送システムにお、て、前記光受信装置は、前記強度変調手段として

、前記周波数 f2の信号を生成する発振回路と、該発振回路の出力信号で信号光を強度変調する強度変調器と、を有するようにしても良い。

[0024] 本発明の光伝送システムにお、て、前記光受信装置は、前記強度変調手段として

、前記周波数 f2の信号を生成する発振回路と、該発振回路に接続された光増幅器とを具備し、該光増幅器の利得を前記発振回路により前記周波数 f2で変調するようにしても良い。

[0025] 本発明の光伝送システムにおいて、前記光受信装置は、前記強度変調成分検出手段として、前記マツハツヱンダ干渉計における前記 2つの出力ポートのうちの一方のポートを分岐する光分岐回路と、該光分岐回路に接続されたモニタ用受光器と、該モニタ用受光器から出力される強度変調光力前記周波数 f2の成分を抽出する抽出回路とを有するようにしても良、。

[0026] 本発明の光伝送システムにおいて、前記光受信装置は、前記強度変調成分検出手段として、前記バランス型検波回路に入力する前記変換された強度変調光の入力レベルを非対称にする入力レベル調整手段と、前記バランス型検波回路の出力信号力前記周波数 f2の成分を抽出する抽出回路とを有するようにしても良い。

[0027] 本発明の光伝送システムにおいて、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路力出力される電気信号を識別再生するデータ再生回路を有し、前記光受信装置は、さらに、前記データ再生回路の出力信号の論理を反転させて出力する論理反転回路と、前記データ再生回路の出力と前記論理反転回路の出力のいずれかを所定の論理指定信号に応じて選択的に出力する選択手段と、前記論理反転回路の出力が選択されたときに前記制御回路内の帰還誤差信号の極性を反転させる極性選択手段とを有し、前記光送信装置から出力される前記位相変調光の前記中心波長と前記マッハツンダ干渉計の前記通過帯域波長とのずれの補正量を、前記マツハツヱンダ干渉計の繰り返し周波数の 1Z2以下とするようにしても良い。

[0028] 本発明の光伝送システムにおいて、前記光受信装置は、さらに、前記マッハツエンダ干渉計の基板温度の状態を検出する温度検出回路と、該マッハツンダ干渉計への帰還制御を ONZOFFするループ開閉スィッチとを有し、前記マッハツエンダ干渉計の前記基板温度が適正範囲にな、場合は前記帰還制御を行うループを開き、前記マッハツエンダ干渉計の前記基板温度が前記適正範囲にある場合は前記ループを閉じて前記帰還制御を行うようにしても良、。

[0029] 本発明の光伝送システムにおいて、前記制御回路は、さらに、前記マツハツヱンダ干渉計への帰還制御を行うループのロック状態を検出するロック検出回路と、前記口ック状態が前記ループのロックが外れたことを示しているときに前記ロック状態への再引き込みを行う再引き込み回路とを有し、前記ロック検出回路が前記ロック状態を検出しているときは通常の帰還制御を行い、前記ロック検出回路が前記ロック状態を検出して、な、ときは前記マッハツンダ干渉計の前記位相調整端子に印加される駆動信号を掃引し、前記ロック検出回路が再びロック状態を検出したならば前記通常の帰還制御を行う状態に切り替えるようにしても良ヽ。

[0030] 本発明の光伝送システムにおいて、前記マッハツエンダ干渉計は独立した 2つの位相調整端子を具備し、前記 2つの位相調整端子の一方に前記微小変調信号発振回路の出力を印加し、前記 2つの位相調整端子の他方に前記制御回路内の帰還誤差信号を印加するようにしても良、。

[0031] 本発明の光伝送システムにおいて、前記光受信装置は、前記バランス型検波回路により検波された受信信号光から、光キャリア周波数と前記マッハツンダ干渉計の光周波数特性との相対的な位置を検出する光キャリア周波数検出手段と、前記制御回路内の帰還誤差信号にオフセットを与えるオフセット設定回路とを有し、前記光キャリア周波数の位置と前記マッハツンダ干渉計の前記光周波数特性のピークまたはボトムの位置とを合わせるように前記オフセット設定回路のオフセット値を調整するようにしても良い。

[0032] 本発明の光伝送システムにおいて、前記光送信装置は、主信号の変調を ONZO FFする変調状態制御手段と、前記主信号の回線とは別に設けられた制御用回線を使って前記光受信装置と通信する第 1の制御信号通信手段とを有し、前記光受信装置は、前記バランス型検波回路により検波された受信信号光から、光キャリア周波数と前記マッハツンダ干渉計の光周波数特性との相対的な位置を検出する光キヤリァ周波数検出手段と、前記制御回路内の帰還誤差信号にオフセットを与えるオフセット設定回路と、前記制御用回線を使って前記光送信装置と通信する第 2の制御信号通信手段とを有し、前記光伝送システム起動時に、前記光送信装置は、前記変調状態制御手段により前記主信号の変調を OFFにして光キャリアのみを送信し、前記光受信装置は、前記光キャリア周波数検出手段により前記光送信装置から送られた前記光キャリアの周波数と、前記マッハツンダ干渉計の前記光周波数特性との相対的な位置を検出して、前記光キャリア周波数の位置と前記マッハツエンダ干渉計の前記光周波数特性のピークまたはボトムの位置とを合わせるように前記オフセット設定回路の前記オフセットを調整し、前記光受信装置はオフセット調整が完了したことを示す制御信号を前記第 2の制御信号通信手段を使って前記光送信装置に伝え、前記光送信装置は該制御信号を受け取った後、前記主信号の変調を ONにするようにしても良い。

[0033] 本発明の第 1の態様による光送信装置は、差動符号化された位相変調光を出力する光送信装置と、この位相変調光を受光して復調する光受信装置とを備え、前記光送信装置は、 NRZ符号の入力信号を NRZ— I符号の信号に変換するエンコーダと、前記エンコーダによって符号ィ匕されたマークとスペースに対して、位相振幅△ φを 0

≤Α φ≤πの範囲で与えた位相変調光を出力する位相変調器とを有し、前記光受信装置は、受信した前記位相変調光を 2分岐し、該 2分岐された一方の信号光に対して 1ビット遅延させて、両信号光を干渉させて強度変調光に変換し、かつ干渉した両信号間の位相差を設定するための位相調整端子を有するマツハツヱンダ干渉計と、該マツハツヱンダ干渉計の 2つの出力ポートからの信号光を光電変換し、変換された電気信号の差分を出力するバランス型受光器とを有する光伝送システムの光送信装置であって、前記光送信装置は、信号ビットレートと同一のクロック信号を生成するクロック信号生成回路と、該クロック信号生成回路より出力されるクロック信号で前記位相変調光の強度変調を行う強度変調器とを有する。

[0034] 本発明の第 2の態様による光送信装置は、差動符号化された位相変調光を出力する光送信装置と、この位相変調光を受光して復調する光受信装置とを備え、前記光送信装置は、 NRZ符号の入力信号を NRZ— I符号の信号に変換するエンコーダと、前記エンコーダによって符号ィ匕されたマークとスペースに対して、位相振幅△ φを 0

≤Α φ≤πの範囲で与えた位相変調光を出力する位相変調器とを有し、前記光受信装置は、受信した前記位相変調光を 2分岐し、該 2分岐された一方の信号光に対して 1ビット遅延させて、両信号光を干渉させて強度変調光に変換し、かつ干渉した両信号間の位相差を設定するための位相調整端子を有するマツハツヱンダ干渉計と、該マツハツヱンダ干渉計の 2つの出力ポートからの信号光を光電変換し、変換された電気信号の差分を出力するバランス型受光器とを有する光伝送システムの光送信装置であって、前記光送信装置は、前記光送信装置の光源を直接強度変調する周波数 flの低周波信号を重畳するのに十分な高さの周波数 f2の信号を生成する発振回路を有する。

[0035] 本発明の光受信装置は、差動符号化された位相変調光を出力する光送信装置と、この位相変調光を受光して復調する光受信装置とを備え、前記光送信装置は、 NR Z符号の入力信号を NRZ— I符号の信号に変換するエンコーダと、前記エンコーダによって符号化されたマークとスペースに対して、位相振幅 Δ φを 0≤ Δ ≤ πの範囲で与えた位相変調光を出力する位相変調器とを有する光伝送システムの光受信装置であって、前記光受信装置は、受信した前記位相変調光を 2分岐し、該 2分岐された一方の信号光に対して 1ビット遅延させて、両信号光を干渉させて強度変調光に変換し、かつ干渉する両信号間の位相差を設定するための位相調整端子を有するマッハツエンダ干渉計と、該マッハツエンダ干渉計における 2つの出力ポートからの信号光を光電変換し、変換された電気信号の差分を出力するバランス型検波回路と、前記マッハツエンダ干渉計の前記位相調整端子に周波数 f 1の第 1の低周波信号を印加する低周波信号発生回路と、前記バランス型検波回路から供給される信号から第 2の低周波信号を検出する微小変調信号成分検出回路と、前記微小変調信号成分検出回路から出力される前記第 2の低周波信号を前記低周波信号発生回路から出力される前記第 1の低周波信号で同期検波することにより、前記光送信装置から出力される前記位相変調光の中心波長と前記マッハツンダ干渉計の通過帯域波長とのずれ量及びその方向を検知する同期検波回路と、前記ずれ量を修正するように前記 2分岐された信号光の位相差を調整するための制御信号を出力する制御回路と、前記制御信号に基づいて前記位相調整端子を駆動するドライバ回路と、を有する。

[0036] 本発明の光受信装置において、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路力出力される信号を分岐した信号のアイ開口をモニタした信号を出力するアイ開口モニタ回路と、前記アイ開口モニタ回路力出力される信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタとを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良い。

[0037] 本発明の光受信装置において、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される電気信号を識別再生するとともにその内部に符号誤り検出機能を備えたデータ再生回路と、前記データ再生回路力出力される誤り検出数情報をモニタした信号を出力する誤り検出数モニタ回路と、前記誤り検出数モニタ回路から出力される信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタとを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づヽて前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良ヽ。

[0038] 本発明の光受信装置において、前記バランス型検波回路は等化増幅回路を有し、前記微小変調信号成分検出回路は、前記等化増幅回路の消費電流をモニタした信号を出力する消費電流モニタ回路と、前記消費電流モニタ回路力出力される信号に含まれて、る前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタとを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良ヽ。

[0039] 本発明の光受信装置において、前記バランス型検波回路は、前記マツハツヱンダ干渉計の前記 2つの出力ポートをそれぞれ 2つに分岐する光分岐手段と、該光分岐手段で分岐された 2つの光を干渉させる光結合手段と、該光結合手段から出力された光信号を電気信号に変換する光検波手段とを有し、前記微小変調信号成分検出回路は、前記光検波手段から出力される前記電気信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良い。

[0040] 本発明の光受信装置において、前記マツハツヱンダ干渉計のフリースペクトルレンジが主信号のクロックレートから若干シフトしており、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型光検波回路を構成して、る一方のフォトディテクタの光電流を増幅する第 1の増幅器と、該第 1の増幅器の出力から前記第 2の低周波信号の成分を抽出する帯域通過フィルタを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づ、て、前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良、。

[0041] 本発明の光受信装置において、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型光検波回路を構成する他方のフォトディテクタの光電流を増幅する第 2の増幅器と、前記第 1の増幅器の出力と前記第 2の増幅器の出力の差を出力する減算器とをさらに有し、前記帯域通過フィルタは、該減算器の出力から前記第 2の低周波信号の成分を抽出するようにしても良い。

[0042] 本発明の光受信装置において、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される信号列力クロックを抽出するクロック抽出回路と、前記クロック抽出回路から出力されるクロック信号に重畳された前記第 2の低周波信号を抽出する低周波信号抽出回路とを有し、前記同期検波回路は、前記低周波信号抽出回路から出力される前記第 2の低周波信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知するようにしても良、。

[0043] 本発明の光受信装置において、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路力出力される電気信号を識別再生するデータ再生回路と、前記データ再生回路の出力信号と識別前の信号との相関を検出する相関検出回路と、前記相関検出回路の出力から前記第 2の低周波信号を抽出する低周波信号抽出回路とを有するようにしても良い。

[0044] 本発明の光受信装置において、前記周波数 flの低周波信号を重畳するのに十分な高さの周波数 βの信号により前記位相変調光を強度変調する強度変調手段と、前記周波数 f2の強度変調成分を検出する強度変調成分検出手段とを有し、前記微小変調信号成分検出回路は、検出された前記周波数 f2の前記強度変調成分に重畳されてヽる周波数 flの前記第 2の低周波信号を抽出するようにしても良、。

[0045] 本発明の光受信装置において、前記光受信装置は、前記強度変調手段として、前記周波数 f2の信号を生成する発振回路と、該発振回路の出力信号で信号光を強度変調する強度変調器と、を有するようにしても良い。

[0046] 本発明の光受信装置において、前記光受信装置は、前記強度変調手段として、前記周波数 f2の信号を生成する発振回路と、該発振回路に接続された光増幅器とを具備し、該光増幅器の利得を前記発振回路により前記周波数 f2で変調するようにしても良い。

[0047] 本発明の光受信装置において、前記光受信装置は、前記強度変調成分検出手段として、前記マッハツエンダ干渉計における前記 2つの出力ポートのうちの一方のポートを分岐する光分岐回路と、該光分岐回路に接続されたモニタ用受光器と、該モ二タ用受光器力出力される強度変調光力周波数 f2の成分を抽出する抽出回路とを有するようにしても良い。

[0048] 本発明の光受信装置において、前記光受信装置は、前記強度変調成分検出手段として、前記バランス型検波回路に入力する前記変換された強度変調光の入カレべルを非対称にする入力レベル調整手段と、前記バランス型検波回路の出力信号力前記周波数 f2の成分を抽出する抽出回路とを有するようにしても良い。

[0049] 本発明の光受信装置において、前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路力出力される電気信号を識別再生するデータ再生回路を有し、前記光受信装置は、さらに、前記データ再生回路の出力信号の論理を反転させて出力する論理反転回路と、前記データ再生回路の出力と前記論理反転回路の出力のいずれかを所定の論理指定信号に応じて選択的に出力する選択手段と、前記論理反転回路の出力が選択されたときに前記制御回路内の帰還誤差信号の極性を反転させる極性選択手段とを有し、前記光送信装置から出力される前記位相変調光の前記中心波長と前記マッハツンダ干渉計の前記通過帯域波長とのずれの補正量を、前記マツハツヱンダ干渉計の繰り返し周波数の 1Z2以下とするようにしても良い。

[0050] 本発明の光受信装置において、前記マッハツンダ干渉計の基板温度の状態を検出する温度検出回路と、該マツハツンダ干砂計への帰還制御を ONZOFFするループ開閉スィッチとを有し、前記マッハツエンダ干渉計の前記基板温度が適正範囲にな、場合は前記帰還制御を行うループを開き、前記マッハツエンダ干渉計の前記基板温度が前記適正範囲にある場合は前記ループを閉じて前記帰還制御を行うようにしても良い。

[0051] 本発明の光受信装置において、前記制御回路は、さらに、前記マッハツンダ干渉計への帰還制御を行うループのロック状態を検出するロック検出回路と、前記ロック状態が前記ループのロックが外れたことを示しているときに前記ロック状態への再引き込みを行う再引き込み回路とを有し、前記ロック検出回路が前記ロック状態を検出しているときは通常の帰還制御を行い、前記ロック検出回路が前記ロック状態を検出して、な、ときは前記マッハツンダ干渉計の前記位相調整端子に印加される駆動信号を掃引し、前記ロック検出回路が再びロック状態を検出したならば前記通常の帰還制御状態を行う状態に切り替えるようにしても良ヽ。

[0052] 本発明の光受信装置において、前記マツハツヱンダ干渉計は独立した 2つの位相調整端子を具備し、前記 2つの位相調整端子の一方に前記微小変調信号発振回路の出力を印加し、前記 2つの位相調整端子の他方に前記制御回路内の帰還誤差信号を印加するようにしても良、。

[0053] 本発明の光受信装置において、前記バランス型検波回路により検波された受信信号光から、光キャリア周波数と前記マッハツンダ干渉計の前記光周波数特性との相対的な位置を検出する光キャリア周波数検出手段と、前記制御回路内の帰還誤差信号にオフセットを与えるオフセット設定回路とを有し、前記光キャリア周波数の位置と前記マッハツエンダ干渉計の光周波数特性のピークまたはボトムの位置とを合わせるように前記オフセット設定回路のオフセット値を調整するようにしても良、。

発明の効果 [0054] 以上説明したように、本発明によれば、 DPSK-DD方式の光伝送システムにお!/ヽて、光受信装置が具備するマッハツンダ干渉計の 2つのアームの信号光の位相差を一定の周波数で変調し、その周波数成分の位相を検出することで、送信側の光源の光周波数に合致した、マッハツンダ干渉計の最適な動作点に設定することが可能で、最良の受光特性を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0055] [図 1]本発明の第 1実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。

[図 2]本発明の第 2実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。

[図 3]本発明の第 3実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。

[図 4]本発明の第 4実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。

[図 5]本発明の第 5実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。

[図 6]本発明の第 6実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。

[図 7]本発明の第 7実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。

[図 8]本発明の第 8実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。

[図 9]本発明の第 9実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。

[図 10A]マッハツンダ干渉計の入出力特性を示す図である。

[図 10B]マッハツンダ干渉計の入出力特性を示す図である。

[図 10C]マッハツンダ干渉計の入出力特性を示す図である。

[図 10D]マッハツエンダ干渉計の入出力ポート及び 2つの Armの関係を示す図である

[図 11]本発明に係る光伝送システムにおける光受信装置の基本構成を示すブロック図である。

[図 12]バランス型受光器出力の位相ずれ依存性を示す説明図である。

[図 13]本発明の第 10実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である

[図 14]本発明の第 11実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である

[図 15]本発明の第 12実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である図 16]本発明の第 13実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である圆 17]本発明の第 14実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である

[図 18]マッハツエンダ干渉計の FSRシフトを示す図である。

圆 19]マッハツエンダ干渉計の FSRシフト量と微小変調信号成分検出感度の関係を示す図である。

[図 20]マッハツエンダ干渉計の FSRシフトによるアイ開口ペナルティを示す図である。圆 21]本発明の第 15実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である圆 22]本発明の第 16実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である圆 23]本発明の第 17実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である圆 24]再引き込み機能付制御回路の構成を示すブロック図である。

圆 25]再引き込み機能付制御回路の三角波発生回路の動作を示す図である。

[図 26]ロック検出回路の構成を示すブロック図である。

圆 27]ロック検出回路と三角波発生回路の動作を示す図である。

圆 28]本発明の第 18実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である

[図 29]本発明の第 19実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である圆 30]本発明の第 20実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である符号の説明

1…光送信装置 2…光受信装置 100…エンコーダ 101…光源 102…変調器駆動回路 103…位相変調器 105· ··クロック信号生成回路 106…発振回路 11 0…変調状態制御回路 111…制御信号通信回路 20O DPSK符号復調用 MZI (マッハツエンダ干渉計） 201…位相調整端子 202…バランス型受光器 203···ァンプ 204···データ再生回路 205···クロック抽出回路 207···コントローラ 209··· 論理反転回路 210…モニタ用受光器 211…狭帯域アンプ 212…差動回路 21 3…フィルタ 214…アンプ 215…強度変調器 216…発振回路 217…光アンプ 218…発振回路 219…光減衰器 220…光分岐回路 221···バランス型検波回路 222…微小変調信号成分検出回路 223…同期検波回路 224…微小変調信号発振回路 225…加算器 226···ドライバ 231…アイ開口モニタ回路 232···帯域通過フィルタ 241…誤り検出数モニタ回路 251…消費電流モニタ回路 252··· トランスインピーダンス増幅器 253···リミツティング増幅器 254· "抵抗 255· "アンプ 261…光分岐回路 262…光分岐回路 263…光結合回路 264···フォトディテクタ 265…増幅回路 271···抵抗 272…増幅回路 273···抵抗 274…減算器 275…増幅回路 281—MZIウォームアップ検出回路 282…ループ開閉スィッチ 284···ロック検出回路 285…ループ再引き込み機能付制御回路 286 MZI温度モニタ 287···コンパレータ 291···位相調整端子 292…微小変調動作点設定回路 293· "ドライバ 29Φ··ΜΖΙオフセット設定回路 295…光キャリア周波数検出回路 297…制御信号通信回路 2080…電力検出回路 2841···抵抗 2842··· 抵抗 2843···抵抗 2844···コンパレータ 2845···コンパレータ 2846- AND回路 2851…三角波発生回路 2852···増幅器 2853···カロ算器 2854…スィッチ 2855···コンパレータ 2856···スィッチ 2857···積分回路 2858···抵抗 2859··· 抵抗 C1…コンデンサ

発明を実施するための最良の形態

[0057] 以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する各実施形態に限定されるものではなぐ例えばこれら実施形態の構成要素同士を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態の説明に先立ち、図 10Aから図 10D,図 11,及び図 12を参照して本発明の原理を説明する。

[0058] 既述した一つ目の課題の解決にあたって、信号光の波長と干渉計の通過帯域のずれの方向を検出するために、干渉計に設けた位相シフターに低周波信号を加え、この低周波信号のレベルもしくは位相を検出する。

[0059] 図 10A—図 10Cに位相変調光を強度変調光に変換するマッハツンダ干渉計 (以下 MZIと記す。）の入出力特性を示す。図 10Aは、 Arml, 2の光の位相差に対する出力 portl, 2の光強度を示したものである。図 10Aの上側が出力 port2を示し、下側が出力 portlを示している。図 10B,図 10Cはそれぞれ入力 portから出力 portl, 2への透過率を入力光の周波数の関数として示したものである。図 10Dに示されるように、 MZI200の入力ポート（Port)から入力した位相変調光は、 Arm (アーム） 1と A rm2に 2分岐される。

[0060] 信号ビットレートに対応するタイムスロット分の遅延を Arm2で与えられた後、両 Ar mの光は干渉して、出力ポート（Port)から出力される。このときに、 2つの Armの遅延差に出力ポートに出力される光強度は依存する。たとえば、出力ポート 1では、位相差が 0のときに、光強度は最大となり、位相差が πもしくは、—πのときに最小となる。つまり位相変調光の位相が 2タイムスロット連続して 0のときに出力ポート 1の出力強度は最小となり、連続した 2タイムスロットが 0、 πもしくは π、0となったときに、出力強度は最大となる。

[0061] すなわち、この点が ΜΖΙの最適な動作点となる。ここで両アームの遅延差力何らかの要因で位相差 0からずれると、光強度の最小値は増加し、逆に最大値は減少する。これにより光受信装置の受光感度の劣化が発生する。

[0062] ところで、 ΜΖΙ200の入出力特性を周波数軸でみると、繰り返し周波数が信号ビットレートに等しヽフィルタ特性を持つ。両 Armの位相差力^で最大光強度となるように調整したときに、 MZIの最大透過率を示す周波数が信号光の中心周波数と一致する。

[0063] 図 11は、本発明に係る光伝送システムにおける光受信装置の基本構成を示している。同図において、光受信装置は、 MZI200と、位相調整端子 201と、バランス型検波回路 221と、微小変調信号成分検出回路 222と、同期検波回路 223と、周波数 fl の低周波信号を発生する微小変調信号発振回路 224と、加算器 225を介して位相調整端子 201にバイアス電圧を供給するコントローラ 207とを有している。同期検波回路 223は、乗算器やミキサーなどの振幅と位相情報を検出する回路でもよいし、位相比較器や位相検出回路などの位相情報を検出する回路でもよい。

[0064] バランス型検波回路 221の出力信号は、図 12に示すように、 DPSK符号復調用 M ZI (以下、 MZIと記す。） 200の最適動作点で振幅が最大となる。 MZI200の一方の Armに設けられた位相調整端子 201に電圧 (あるヽは電流）を印加すると Armlと A rm2の位相差は変化するので出力光の最小値と最大値は変化する。

[0065] そこでこの位相調整端子 201に微小変調信号発振回路 224より周波数 flの低周波信号を印加すると、 MZI200の最適動作点（図中 A)では、周波数 flの 2倍の速さで最大値、最小値は変動する。これがたとえば、位相差が△ φ 1だけ変化し図中 Bの点にずれると、出力電圧振幅は減少するとともに、低周波 flの信号が重畳されている

[0066] また、位相差が△ φ 2変化して動作点が Cにずれた場合にも同様に出力電圧振幅は減少し、周波数 flの低周波信号が重畳されるが、 B点と比較すると位相が反転していることがわ力る。

[0067] そこで、ノランス型検波回路 221の出力から、そこに重畳されている周波数 flの低周波信号を微小変調信号成分検出回路 222により抽出し、該低周波信号を、周波数 flの低周波信号を位相調整端子 201に印加する微小変調信号発振回路 224から出力される低周波信号で、同期検波回路 223によって同期検波することで動作点のずれ (周波数軸で考えると、送信側の光源の中心周波数と MZI200の通過帯域のずれにあたる）の方向を検出して MZI200の位相調整端子 201にカ卩える電圧（あるいは電流）を制御する。

[0068] 既述した 2つ目の課題を解決するために、受信した信号を微小変調信号成分検出回路 222内の図示しない識別器の後段に設置した論理反転回路を用いて、必要に応じて信号の論理を反転することで MZIの通過帯域の変動量を従来の 1Z2以下とする。

[0069] 図 10A—図 10Cでは、位相制御をしない初期状態で、 MZIの動作点が πの位置にあったとすると、 ΜΖΙの基板の温度を調整するか、位相調整を行って、動作点を位相差が 0の点にシフトさせる必要がある。ところが、 ΜΖΙの両 Armの出力の位相差が πの点を動作点に設定すればこの調整は不要となる。ただしこの場合には、出力される強度変調信号の論理が反転してしまう。そこでデータの識別再生後に信号の論理を再度反転させればもとの信号論理に戻ることになる。

[0070] [第 1実施形態]

本発明の第 1実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 1実施形態に係る光伝送システムの構成を図 1に示す。同図において、光伝送システムは、差動符号化された位相変調光を出力する光送信装置 1と、光送信装置 1より伝送された位相変調光を受光して復調する光受信装置 2とを備えている。

[0071] 光送信装置 1は、 NRZ符号の入力信号を NRZ— I (Inverted)符号の信号に変換するエンコーダ 100と、光源 101と、変調器駆動回路 102と、エンコーダ 100によって符号化されたマークとスペースに対して、位相振幅 Δ φを 0≤ Δ ≤ πの範囲で与えた位相変調光を出力する位相変調器 103とを有している。

[0072] 光受信装置 2は、受信した光送信装置 1からの位相変調光を 2分岐し、該 2分岐された一方の信号光に対して 1ビット遅延させて、両信号光を干渉させて強度変調光に変換し、かつ干渉する両信号間の位相差を設定できる位相調整端子 201を有するマツハツヱンダ干渉計（DPSK符号復調用 ΜΖΙ) 200と、該マッハツエンダ干渉計 2 00の 2出力ポートからの信号光を光電変換し、変換された電気信号の差分を出力するバランス型検波回路 221とを有している。

[0073] さらに、光受信装置 2は、微小変調信号成分検出回路 222,同期検波回路 223,コントローラ 207,微小変調信号発振回路 224,加算器 225,ドライバ 226を有している

[0074] 微小変調信号成分検出回路 222は、バランス型検波回路 221から出力される信号を用いて、マツハツヱンダ干渉計 200の位相調整端子 201に印加される微小変調信号 (周波数 fl)成分を検出して同期検波回路 223に出力するとともに、バランス型検波回路 221の出力力もデータを識別して再生し、識別再生されたデータを光受信装置 2の出力信号として出力する。

[0075] 同期検波回路 223は、微小変調信号成分検出回路 222が検出した微小変調信号と微小変調信号発振回路 224から直接入力される微小変調信号とを同期検波することにより、マツハツヱンダ干渉計 200を通過した光信号に重畳された微小変調信号成分の振幅と位相を検出する。ここで検出された振幅と位相は、光信号キャリア周波数とマッハツエンダ干渉計の光周波数特性のずれから生じる誤差信号成分であり、この振幅と位相の信号はコントローラ 207 (—般的には、ループフィルタ + PID制御）に供給される。

[0076] コントローラ 207は、同期検波回路 223から供給された信号に基づいて、上記ずれを修正するように 2分岐された信号光の位相差を調整するための制御信号をバイァス信号として加算器 225に出力する。加算器 225は、バイアス信号に対して微小変調信号発振回路 224から出力される微小変調信号を加算して、その加算信号をドラィバ 226に出力する。ドライバ 226は加算信号に基づいてマッハツエンダ干渉計 200 の位相調整端子 201を駆動する。帰還ループは、この誤差信号成分を 0にするように働き、最終的にマツハツヱンダ干渉計 200の光周波数特性のピークまたはボトムと光信号のキャリア周波数を一致させる。

[0077] [第 2実施形態]

本発明の第 2実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 2実施形態に係る光伝送システムの構成を図 2に示す。本実施形態の光伝送システムが第 1実施形態の光伝送システムと異なる点は、バランス型検波回路 221がバランス型受光器 202及びアンプ 203により構成されていること、微小変調信号成分検出回路 2 22により構成される回路の具体例としてデータ再生回路 204、クロック抽出回路 205 及び電力検出回路 2080により構成される回路を有していることである。その他の構成は第 1実施形態の光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付している。なお、図 2では図 1に示したドライバ 226の図示を省略している。

[0078] すなわち、光受信装置 2は、バランス型受光器 202と、バランス型受光器 202から出力される信号を増幅するアンプ 203と、アンプ 203の出力からデータを識別し、再生するデータ再生回路 204と、アンプ 203を介してバランス型受光器 202から出力される信号列からクロックを抽出するクロック抽出回路 205と、 MZI200の位相調整端子 201に周波数 flの低周波信号を印加する微小変調信号発振回路 224と、クロック抽出回路 205から出力されるクロック信号のパワーを検出することでクロック信号に重畳された周波数 flの低周波信号を抽出する電力検出回路 2080と、電力検出回路 2 080から出力される周波数 flの低周波信号と微小変調信号発振回路 224から出力される周波数 flの低周波信号の位相を比較して光送信装置 1から出力される位相変調光の中心波長と MZI200の通過帯域波長とのずれ量及びその方向を検知する同期検波回路 223と、前記ずれ量を修正するように前記 2分岐された信号光の位相差を調整するための制御信号を加算器 225に出力するコントローラ 207と、微小変調信号発振回路 224の出力とコントローラ 207の出力を加算して位相調整端子 201に印加する加算器 225とを有する。

[0079] クロック抽出回路 205は、信号に含有されるクロック成分電力に比例したクロック電力となるように線形抽出である必要がある。

[0080] [第 3実施形態]

本発明の第 3実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 3実施形態に係る光伝送システムの構成を図 3に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 2実施形態に係る光伝送システムと構成上、異なるのは、光受信装置 2のデータ再生回路 204の後段に、外部力も入力される論理指定信号により信号の論理反転を行う論理反転回路 209を追加した点、および、論理指定信号をコントローラ 207 に供給している点であり、その他の構成は図 2に示した第 2実施形態に係る光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、光送信装置 1については図示を省略している。

[0081] 図 3において、光受信装置 2のデータ再生回路 204は、バランス型受光器 202から出力される信号列を識別再生し、論理反転回路 209は、データ再生回路 204の出力信号の論理を外部力入力される論理指定信号に基づいて、すなわち必要に応じて反転させ、出力する。

[0082] 外部から入力される論理指定信号は、論理反転回路 209に対して、データ再生回路 204の出力信号と、論理反転回路 209により論理反転された信号のいずれかを選択的に出力させる機能を有するが、この信号を出力する機能部を光受信装置の内部に設けてもよい。この論理指定信号、またはこの論理指定信号を生成する機能部は、本発明の選択手段に相当する。 [0083] 論理反転回路 209により必要に応じて論理反転することにより、前記光送信装置 1 力も出力される位相変調光の中心波長と前記マッハツンダ干渉計 200の通過帯域波長とのずれの補正量を、 MZI200の通過帯域が光送信装置 1から出力される位相変調光の中心波長で最大となる場合も最小となる場合も前記 MZI200の繰り返し周波数の 1Z2以下とすることができる。

[0084] 論理反転回路 209は、 EXOR (Exclusive OR)回路で構成するのが容易である。論理指定信号は、外部より入力されるが、この論理指定信号は光受信装置 2の出力信号のフレーム情報を検出して自動的に指定すべき論理を判別して、生成することもできるし、コマンド等を手入力する方法もある。

[0085] 上述したように、論理指定信号は、コントローラ 207にも入力され、論理反転が必要なときには、位相調整端子 201に印加するバイアス電圧の極性を反転させる（または通流させるバイアス電流の方向を反転させる）必要がある。

[0086] なお、図 3では第 2実施形態へ適用する場合について示したが、これ以外の実施形態へ適用するようにしても良、。

[0087] [第 4実施形態]

本発明の第 4実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 4実施形態に係る光伝送システムの構成を図 4に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 2実施形態に係る光伝送システムと構成上、異なるのは、光送信装置 1に、信号ビットレートと同一のクロック信号を生成するクロック信号生成回路 105と、クロック信号生成回路 105より出力されるクロック信号で強度変調を行う強度変調器 104とを設け、光受信装置 2に、クロック抽出回路の代わりに、 MZI200における 2つの出力ポートのうちの一方のポートを分岐する光分岐回路 220と、光分岐回路 220に接続されたモニタ用受光器 210と、モニタ用受光器 210から出力される強度変調光力も周波数 flの低周波信号が重畳されたクロックを抽出する狭帯域アンプ 211とを設け、電力検出回路 2080が、狭帯域アンプ 211の出力信号に基づいて、クロックに重畳されている周波数 flの低周波信号を抽出し、同期検波回路 223が電力検出回路 2080 の出力に基づ!、て光送信装置 1から出力される位相変調光の中心波長と MZI200 の通過帯域波長とのずれ量及びその方向を検知するようにした点であり、その他の構成は図 2に示した第 2実施形態に係る光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

[0088] 光送信装置 1に設けた強度変調器 104がクロック信号生成回路 105より出力されるクロック信号で強度変調を行うことにより RZ— DPSK信号が生成される。

[0089] 光送信装置 1側で位相変調光を強度変調することで、光受信装置 2ではクロック抽出回路を簡略化することができる。光送信装置 1側で生成する光信号の変調符号は、 CSRZ— DPSKでもよい。

[0090] [第 5実施形態]

本発明の第 5実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 5実施形態に係る光伝送システムの構成を図 5に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 2実施形態に係る光伝送システムと構成上、異なるのは、光受信装置 2において、データ再生回路 204の出力信号とデータ識別前の信号との相関、すなわち差分を検出する差動回路 212をクロック抽出回路 205に代えて設けた点であり、その他の構成は図 2に示した第 2実施形態に係る光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。差動回路 212は、本発明の相関検出回路に相当する。なお、光送信装置 1については図示を省略している。

[0091] 電力検出回路 2080は、第 2実施形態でクロック抽出回路 205から出力されるクロック信号に重畳された周波数 flの前記低周波信号を同期検波して抽出する代わりに、差動回路 212により、データ再生回路 204による識別再生前のデータ信号と識別再生後のデータ信号の相関を取り、差動回路 212の出力から周波数 flの低周波信号を抽出し、同期検波回路 223は電力検出回路 2080の出力に基づいて光送信装置 1の位相変調光の中心波長と MZI200の通過帯域波長とのずれ量及びその方向を検知する。

[0092] データ再生回路 204におけるデータ識別再生前のデータ信号には、低周波 flが重畳されて!、るが識別再生後のデータ信号には低周波は重畳されて、な、ので、差動回路 212では、この差を検出すると低周波成分のみを検出することができる。

[0093] [第 6実施形態]

本発明の第 6実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 6実施形態に係る光伝送システムの構成を図 6に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 2実施形態に係る光伝送システムと構成上、異なるのは、光送信装置 1に、光源 101を直接強度変調する前記周波数 flの低周波信号を重畳するのに十分な高さの周波数 βの信号を生成する発振回路 106を設け、かつ光受信装置 2に、 ΜΖΙ20 0における 2つの出力ポートのうちの一方のポートを分岐する光分岐回路 220と、該光分岐回路 220に接続されたモニタ用受光器 210と、モニタ用受光器 210から出力される強度変調光から前記周波数 flの低周波信号が重畳された周波数 f2の成分を抽出するアンプ 214及びフィルタ 213とをクロック抽出回路 205に代えて設けた点であり、その他の構成は図 2に示した第 2実施形態に係る光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

[0094] 電力検出回路 2080は、第 2実施形態におけるクロック抽出回路 205から出力されるクロック信号に重畳された周波数 flの低周波信号を同期検波して抽出する代わりに、フィルタ 213から出力される周波数 f 2の成分に重畳されている周波数 flの低周波信号を抽出し、同期検波回路 223は電力検出回路 2080の出力に基づ、て光送信装置 1から出力される位相変調光の中心波長と MZI200の通過帯域波長とのずれ量及びその方向を検知する。

アンプ 214及びフィルタ 213は本発明の信号検出手段に相当する。

[0095] ここでは光送信装置 1では、光源 101の出力を発振回路 106の出力信号により周波数 f 2で強度変調している。このとき周波数 f 2は、周波数 flの低周波信号を重畳するのに十分な高さとする必要があり、また伝送路途中に設置される光アンプの低域遮断域よりも高域の周波数を選択する必要がある。

光送信装置 1の出力信号光に重畳された周波数 f2の強度変調成分に、光受信装置 2の MZI200で周波数 flが重畳され、出力される。

[0096] モニタ用受光器 210では、 MZI200の片ポートより分岐された光信号を検波し、ァンプ 214で増幅した後、フィルタ 213でそこに重畳されている周波数 f 2の信号を検出する。

この方式の利点はモニタ用受光器および後段のアンプ、電力検出回路、同期検波回路などに高周波特性のすぐれた製品を使用しなくても可能なことである。 [0097] ところで送信側で強度変調した強度変調成分は、バランス型受光器 202では出力されないのでデータ再生回路 204における信号再生には大きな影響を与えない。ただし、バランス型受光器 202への 2つの入力信号レベルは一致させる必要がある。図 6に示す光伝送システムでは、片ポートにモニタ端子を設けているのでこの分の損失と同等の損失を他方のポートにも加える必要はある。

[0098] [第 7実施形態]

本発明の第 7実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 7実施形態に係る光伝送システムの構成を図 7に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 6実施形態に係る光伝送システムと構成上、異なるのは、送信側の光源を強度変調する代わりに、光受信装置 2に、周波数 f2の信号を生成する発振回路 216と、発振回路 216の出力信号で信号光を強度変調する強度変調器 215とを設けた点であり、その他の構成は図 6に示した第 6実施形態に係る光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、光送信装置 1につ!/ヽては図示を省略して!/、る。

[0099] ここでは、受信装置 2の入力段に強度変調器 215を設置して、発振回路 216から出力される周波数 f2の信号で強度変調している。この強度変調器 215はたとえば、 LN (Lithium Niobate)変調器、 AO (AcoustoOptic)変調器、電界吸収型変調器のいずれでもよい。

[0100] [第 8実施形態]

本発明の第 8実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 8実施形態に係る光伝送システムの構成を図 8に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 7実施形態に係る光伝送システムと構成上、異なるのは、光受信装置 2における強度変調器 215の代わりに、光アンプ 217を設けて、光アンプ 217の利得を、周波数 f2の信号を生成する発振回路 218により周波数 f2で変調するようにした点であり、その他の構成は図 7に示した第 7実施形態に係る光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、光送信装置 1 につヽては図示を省略して、る。

[0101] 変調器を用いると挿入損失による SN比劣化が問題となるので、本実施形態では、光アンプ 217の利得を変調するようにしている。特に、光アンプを用いる場合は、 WD Mシステムへの適用を考えると、受信アンプで一括して変調できるので効果的である

[0102] 第 7実施形態、第 8実施形態の、ずれにぉ、ても、ここで強度変調しても強度変調成分はバランス型受光器 202では出力されないので、信号再生には大きな影響を与えない。ただし、バランス型受光器 202への 2つの入力信号レベルは一致させる必要力 Sある。図では、片ポートにモニタ端子を設けているのでこの分の損失と同等の損失を他方のポートにも加える必要はある。

[0103] [第 9実施形態]

本発明の第 9実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 9実施形態に係る光伝送システムの構成を図 9に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 8実施形態に係る光伝送システムと構成上、異なるのは、受信装置 2は、前記光分岐回路 220と前記モニタ用受光器 210とを具備するかわりに、バランス型受光器 202に入力される、変換された強度変調光の入力レベルを非対称にする入カレベル調整手段を設けた点であり、その他の構成は図 8に示した第 8実施形態に係る光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、光送信装置 1については図示を省略している。

[0104] 光送信装置 1側、もしくは光受信装置 2側において、周波数 f2で強度変調された信号光は、バランス型受光器 202の 2つの入力ポートに入力される平均信号パワーが同一であれば出力されない。言い換えれば、故意に一方の入力ポートの入力平均パヮーを少なくすれば強度変調成分を検出できる。

本実施形態では、そのための光減衰器 219を一方の入力ポートに接続している。光減衰器 219は、本発明の入力レベル調整手段に相当する。

[0105] バランス型受光器 202で検出した周波数 f2の強度変調成分はフィルタ 213を介して電力検出回路 2080に入力され、 MZI200の制御に用いられる。データ再生回路 204の入力端には、コンデンサ C 1を接続してこの強度変調成分を遮断することによりデータ再生回路 204における信号識別再生には大きな影響を与えることはない。

[0106] なお、上述した第 6—第 9実施形態では、周波数 f 2による強度変調について 3通り ( 光送信装置 1における光源の直接強度変調，強度変調器を用いた光受信装置 1での強度変調，光アンプを用いた光受信装置 1での強度変調），周波数 f2の検出について 2通り（MZI200の一方のポートのモニタ，バランス型受光器 202の一方の入力ポートへの光減衰器 219の接続)挙げたが、第 6—第 9実施形態で説明した構成に限られるわけではなぐ両者を任意に組み合わせても良ヽ。

[0107] [第 10実施形態]

本発明の第 10実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 10 実施形態に係る光伝送システムの構成を図 13に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 1実施形態と異なるのは、図 2などと同様に、ノンス型検波回路 221をノ《ランス型受光器 202及びアンプ 203で構成していること、および、微小変調信号成分検出回路 222が、アンプ 203の出力からデータを識別して再生するデータ再生回路 204と、ノ《ランス型検波回路 221から出力される主信号のアイパターンの開口をモニタするアイ開口モニタ回路 231と、微小変調信号成分 (fl)を通過させる帯域通過フィルタ 232で構成されてヽることである。その他の構成は図 1に示した光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

[0108] 信号光のキャリア周波数力マッハツエンダ干渉計 200の光周波数特性のピークまたはボトム力もずれると、バランス型受光器 202で検波されてアンプ 203から出力される主信号の振幅が小さくなるか、もしくは、 SZNが劣化する。従って、アイ開口モユタ回路 231により主信号のアイ開口をモニタし、帯域通過フィルタ 232により微小変調信号成分 (fl)を抽出することによって、マッハツエンダ干渉計 200を通過した光信号に重畳された微小変調信号成分の振幅と位相を検出することができる。この信号を同期検波回路 223で同期検波することにより誤差信号を抽出でき、この誤差信号でフィードバックすることによって所望の状態にロックすることができる。

本実施形態の最大の利点は、必ずアイ開口が最大の点に安定させることができることである。

[0109] [第 11実施形態]

本発明の第 11実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 11 実施形態に係る光伝送システムの構成を図 14に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 1実施形態と異なるのは、バランス型検波回路 221をバランス型受光器 202及びアンプ 203で構成していること、および、微小変調信号成分検出回路 222 力アンプ 203の出力力もデータを識別して再生するとともにその内部に符号誤り検出機能を具備するデータ再生回路 204と、その誤り検出数をモニタする誤り検出数モニタ回路 241と、図 13に示した帯域通過フィルタ 232とで構成されて、ることである。その他の構成は図 1に示した光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

[0110] 信号光のキャリア周波数力マッハツンダ干渉計の光周波数特性のピークまたはボトムからずれると、データ再生回路 204で再生したデータに符号誤りが生じる。従つて、この符号誤りの誤り検出数を誤り検出数モニタ回路 241でモニタし、帯域通過フィルタ 232により微小変調信号成分 (fl)を抽出することによって、マッハツエンダ干渉計 200を通過した光信号に重畳された微小変調信号成分の振幅と位相を検出することができる。この信号を同期検波回路 232で同期検波することにより誤差信号成分を抽出でき、この誤差信号成分をフィードバックすることによって所望の状態にロックすることがでさる。

[0111] なお、上述した説明では符号誤りの検出数を用いたが、これに代えて符号誤りの訂正数を用いるようにしても良、。

本実施形態の最大の利点は、必ず符号誤り率が最小となる点に安定させることができることである。

[0112] [第 12実施形態]

本発明の第 12実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 12 実施形態に係る光伝送システムの構成を図 15に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 1実施形態と異なるのは、バランス型検波回路 221がバランス型受光器 202とアンプ 203に相当する等価増幅回路とで構成されていること、微小変調信号成分検出回路 222が、等価増幅回路の出力からデータを識別して再生するデータ再生回路 204と、バランス型検波回路 221を構成する等価増幅回路の消費電流をモユタする消費電流モニタ回路 251と、図 13に示した帯域通過フィルタ 232で構成されていることである。 [0113] 等価増幅回路は、一般的にトランスインピーダンス増幅器 252 (TIA)とリミツティング増幅器 (LIM) 253により構成される。また、消費電流モニタ回路 251は、リミツティング増幅器 253の電源端子と電源の間に挿入された抵抗 254と、この電源端子の電圧を増幅して出力するアンプ 255から構成される。その他の構成は図 13に示した光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

[0114] 信号光のキャリア周波数力マッハツエンダ干渉計 200の光周波数特性のピークまたはボトムからずれると、等価増幅回路へ入力される主信号の振幅が小さくなる。等価増幅回路を構成するトランジスタ増幅回路は、一般に入力信号電圧 (電流)が +側に振れたときと側に振れたときでトランジスタに流れる電流値が非対称であるため、トランジスタ増幅回路への入力信号の振幅によって消費電流が異なることになる。

[0115] 従って、消費電流モニタ回路 251により等価増幅回路の消費電流をモニタし、帯域通過フィルタ 232により微小変調信号成分 (fl)を抽出することによって、マッハツエンダ干渉計 200を通過した光信号に重畳された微小変調信号成分の振幅と位相を検出することができる。この信号を同期検波回路 223により同期検波することにより誤差信号成分を抽出でき、この誤差信号成分をフィードバックすることによって所望の状態にロックすることができる。

[0116] 本実施形態の最大の利点は、主信号に与える影響が大きい主信号分岐を用いることなぐ主信号のピークを検出できることである。

[0117] [第 13実施形態]

本発明の第 13実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 13 実施形態に係る光伝送システムの構成を図 16に示す。本実施形態に係る光伝送システムが第 1実施形態と異なるのは次の点である。

[0118] すなわち、バランス型検波回路 221は、マツハツヱンダ干渉計 200の 2つの出力ァームにそれぞれ設けられた光分岐回路 261及び 262と、これら分岐回路によって分岐された 2つの光信号を結合させる光結合回路 263と、バランス型受光器 202と、ァンプ 203と、光結合回路 263で結合させた光を検波するフォトディテクタ 264と、フォトディテクタ 264から出力される電気信号を増幅する増幅回路 265とで構成されている [0119] また、微小変調信号成分検出回路 222は、アンプ 203の出力からデータを識別して再生するデータ再生回路 204と、増幅回路 265から出力される微小変調信号成分 (fl)を通過させる帯域通過フィルタ 232とで構成されている。このとき、分岐されて再結合される 2つの光経路は、ビットに対して等長であり光位相に対しては逆相である。その他の構成は図 1に示した光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

[0120] 信号光のキャリア周波数力マッハツエンダ干渉計 200の光周波数特性のピークまたはボトム力もずれると、マッハツエンダ干渉計 200の 2つの出力ポートに出力される光は、マーク側のピークパワーが減少し、スペース側のピークパワーが増加する。光分岐回路 261及び 262ならびに光結合回路 263を用いてこの 2つの光を等長かつ逆相で干渉させることにより、信号光のキャリア周波数がマツハツヱンダ干渉計 200の光周波数特性のピークまたはボトム力もずれると、ピークパワーの減少したマーク側の光とピークパワーが増加したスペース側の光が逆相で干渉するので、干渉した光のピークパワー及び平均パワーが減少することになる。このパワー変動をフォトディテクタ 264で検出し、増幅回路 265を介して帯域通過フィルタ 232により微小変調信号成分 (f 1)を抽出することで、マッハツエンダ干渉計 200を通過した光信号に重畳された微小変調信号成分の振幅と位相を検出することができる。この信号を同期検波回路 223で同期検波することにより誤差信号成分を抽出でき、この誤差信号成分をフィードバックすることによって所望の状態にロックすることができる。

[0121] 本実施形態の最大の利点は、電気領域での主信号分岐を行わず、比較的低速 (f 1)のフォトディテクタで微小変調信号成分を検出できることである。

[0122] [第 14実施形態]

本発明の第 14実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 14 実施形態に係る光伝送システムの構成を図 17に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 1実施形態と異なるのは、バランス型受光器 202,アンプ 203,及び、正 (+ )電源からバランス型受光器 202に対してバイアス電圧を印加するための抵抗 27 1によりバランス型検波回路 221を構成していること、および、アンプ 203の出力からデータを識別して再生するデータ再生回路 204とバランス型受光器 202を構成する一方のフォトディテクタに流れる光電流を検出して増幅する増幅回路 272と図 13に示した帯域通過フィルタ 232とで微小変調信号成分検出回路 222を構成していること、および、マッハツエンダ干渉計 200の FSR (フリースペクトルレンジ）が主信号のクロックレートより若干 (すなわち、後述するように主信号のペナルティが無視できる範囲内の所定量)大きめに設定してあることである。

[0123] なお、例えば図 13—図 16においても実際には抵抗 271が設けられている力これらの図における動作には直接関係していな力つたため、図示を省略していた。その他の構成は図 1に示した光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

[0124] DPSK— DD方式を用いたシステムでは、光信号変調帯域がマツハツヱンダ干渉計の FSRと比べて広ぐ光キャリア周波数がマツハツヱンダ干渉計の光周波数特性のピークもしくはボトム力ずれてもほとんど光パワーの変化はない。従って、光信号に重畳された微小変調信号成分の検出が困難になる。特に、 RZ系の DPSK信号は NRZ 系の DPSK信号に比べて変調スペクトルが広ぐより検出が困難である。本実施形態では、マッハツエンダ干渉計 200の FSRを主信号クロックレートからペナルティが出ない程度に大きくすることによって、相対的に光信号変調帯域が狭まったのと等価になり、微小変調信号成分を容易に検出できるようになる。

[0125] 図 18は、マッハツエンダ干渉計 200の FSRシフトを示す図である。 MZI透過特性 1 が主信号クロックレートと等しい FSR (図中の FSR1 (基準））を有するマツハツヱンダ干渉計の光周波数特性であり、 MZI透過特性 2が主信号クロックレートより若干大きい FSR (図中のシフトした FSR2)を有するマッハツエンダ干渉計の光周波数特性である。なお、 FSRシフト量は FSR2— FSR1で求められる。

[0126] 図 19は、 FSRシフト量と微小変調信号成分検出感度 (光パワー平均値変動量 Z平均値）の関係を示す図である。 FSRシフト量を大きくしていくと光パワー平均値の変動量が増加して、くことが分かる。

[0127] また、図 20は、 FSRシフトによる主信号のアイ開口ペナルティを示す図である。ビットレートの 10%以内くらいであればアイ開口ペナルティを 0. ldB以下に抑えられることが分かる。よって、 FSRを主信号のクロックレートより若干大きめに設定することにより、主信号にほとんどペナルティを与えることなく主信号の平均光パワーを検出し、その信号を同期検波回路 223で同期検波することにより誤差信号成分を抽出でき、この誤差信号成分をフィードバックすることによって所望の状態にロックすることができる。

[0128] 本実施形態の最大の利点は、電気領域での主信号分岐を行わず、バランス型受光器 202の電源端子力得られる比較的低速 (f 1)の信号で制御を行うことができることである。

[0129] [第 15実施形態]

本発明の第 15実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 15 実施形態に係る光伝送システムの構成を図 21に示す。本実施形態に係る光伝送システムが第 14実施形態と異なるのは、ノ《ランス型受光器 202の片側 (正電源側）のフオトディテクタの電源端子力もだけ信号を取り出すのではなぐ抵抗 273を介して負電源に接続されたバランス型受光器 202のもう片側のフォトディテクタの光電流を増幅回路 275で検出することにより、両側のフォトディテクタの電源端子力も信号を取り出し、減算器 274で取り出した 2本の信号の差分を求め、この差分で第 14実施形態と同様に帰還制御を行うことである。その他の構成は図 17に示した光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。主信号と同様に制御用帰還信号もバランス型検波することにより、検出感度をより高くできる。

[0130] 本実施形態の最大の利点は、電気領域での主信号分岐を行わず、バランス型受光器 202の電源端子力も得られる比較的低速 (f 1)の信号で制御を行うことができ、かつ検出感度が比較的高いことである。

[0131] [第 16実施形態]

本発明の第 16実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 16 実施形態に係る光伝送システムの構成を図 22に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 1実施形態と異なるのは、微小変調信号成分検出回路 222の後段に論理反転回路 209が接続されてヽることである。本実施形態は第 3実施形態の技術思想を第 1実施形態に適用した場合について示したものであって、論理反転回路 209 は図 3に示したものと同じであるため、同一の符号を付し、重複する説明は省略する

[0132] 本実施形態の最大の利点は、マッハツンダ干渉計の位相調整端子に印加する初期の設定値の最大値を、論理反転回路を用いない場合の 1Z2以下に低減できることである。

[0133] [第 17実施形態]

本発明の第 17実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 17 実施形態に係る光伝送システムの構成を図 23に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 1実施形態と異なるのは、光受信装置 2が、マッハツンダ干渉計 200の温度状態からウォームアップ状態を検出する MZIウォームアップ検出回路 281と、マッハツンダ干渉計 200への帰還制御を行う制御ループを開閉することによりマッハツエンダ干渉計 200への帰還制御を ONZOFFできるループ開閉スィッチ 282と、微小変調信号成分検出回路 222が検出した微小変調信号の位相と微小変調信号発振回路 224から出力される微小変調信号の位相を比較して誤差信号を出力する同期検波回路 223と、同期検波回路 223からの誤差信号に基づいて制御ループのロック状態を検出した場合にロック検出信号を出力するロック検出回路 284と、制御ループの光周波数ロックが外れた場合の再引き込み機能を有するループ再引き込み機能付制御回路 285とを有することである。

[0134] また、 MZIウォームアップ検出回路 281は、マッハツエンダ干渉計 200の基板の温度をモニタして該温度に対応する電圧を出力する MZI温度モニタ 286と、 MZI温度モニタ 286からの出力電圧と基準電圧 Vreflを比較して基板の温度が適正範囲にあるかどうかを示す比較結果を示す信号をループ開閉スィッチ 282に出力するコンパレータ 287を有している。

[0135] マッハツエンダ干渉計は、全体の温度を一定にして使用するため、システムの起動時に温度が設定値まで達するのにある程度の時間がかかる。このときマッハツエンダ干渉計の光周波数特性は激しく流れており（ドリフトしており）、ここで制御をかけようとすると暴走する危険がある。従って、本実施形態では、マッハツエンダ干渉計 200のウォームアップが終了して力制御ループを閉じることにしており、これによつて不要な不安定要因を取り除くことができる。

[0136] また、何か予期せぬ外乱で光周波数ロックが外れた場合、ロック検出回路 284とループ再引き込み機能付制御回路 285を用いることにより、外乱が収まった後、再び口ック状態にもっていくことができる。

[0137] 図 24は、ループ再引き込み機能付制御回路 285の構成例を示す。ループ再引き込み機能付制御回路 285は、ロック検出信号および誤差信号に基づいて動作する三角波発生回路 2851,誤差信号を増幅する増幅器 2852,増幅器 2852の出力と三角波発生回路 2851の出力を加算して出力する加算器 2853を有している。

[0138] また、三角波発生回路 2851は、ロック検出信号に従って基準電圧 Vrefと接地とを切り替えるスィッチ 2854と、後述する信号 Bおよび信号 Cを比較して比較結果を出力信号 Aおよびその反転出力信号として出力するコンパレータ 2855と、スィッチ 2854 に連動して動作するスィッチであってロック検出信号に従って誤差信号とコンパレータ 2855の出力信号 Aとを切り替えるスィッチ 2856と、スィッチ 2854及びスィッチ 28 56を介して供給される 2つの信号の差を積分する積分回路 2857と、コンパレータ 28 55の反転出力信号を分圧して信号 Cを生成する抵抗 2858及び 2859とを有している。

[0139] ロック検出信号が検出されている場合は、スィッチ 2854により積分回路 2857の一方の入力を基準電圧 Vrefに接続するとともに、スィッチ 2856により積分回路 2857 の他方の入力へ誤差信号を供給することにより、積分回路 2857のループを閉じて通常の帰還制御状態になる。これによつて、誤差信号が基準電圧 Vrefとなるように、基準電圧 Vrefに対する誤差信号のずれが積分される。また、ロック検出信号が検出されない場合は、スィッチ 2854により積分回路 2857の一方の入力を接地するとともに、スィッチ 2856によりコンパレータ 2855の出力（出力信号 A)と積分回路 2857の他方の入力を接続することで、積分ループを開くとともに、コンパレータ 2855と積分回路 2857によって三角波を発生させる。

[0140] 図 25は三角波発生回路 2851の動作を示す図である。上述したように、出力信号 A はコンパレータ 2855の出力、信号 Cは出力信号 Aの反転出力をコンパレータ 2855 の入力側に折り返している信号、信号 Bは積分器 2857からの三角波出力である。コンパレータ 2855では、信号 Bと信号 Cの比較により、信号 Bが信号 Cを超えたことを検出して出力信号 Aと信号 Cを反転するという動作を繰り返し、信号 Bのような三角波を出力できる。

[0141] 図 26は、ロック検出回路 284の構成例を示す。図示したロック検出回路 284は、正負電源間を分圧して上述した基板温度の適正範囲の上限値及び下限値にそれぞれ相当する電圧 VH及び VLを出力する抵抗 2841— 2843,ロック検出回路 284に入力される電圧 Vpcと電圧 VHを比較するコンパレータ 2844と、電圧 Vpcと電圧 VLを比較するコンパレータ 2845,コンパレータ 2844及び 2845の論理積を演算する AN D回路 2846を有している。このロック検出回路は、図 23に示した同期検波回路 223 力の誤差信号の電圧である電圧 Vpcが電圧 VHと電圧 VLの間にあればロックと判断する閾値回路である。

[0142] 図 27は、ロック検出回路 284と三角波発生回路 2851の動作を示す図である。ロックが外れたとロック検出回路 284が判断した場合、ループ再引き込み機能付制御回路 285の動作は三角波発生回路の動作に切り替わり、図のように三角波で位相調整端子 201 (図 23参照）に印加される電流を掃引する。掃引しながら同期検波回路 22 3の出力電圧が電圧 VHと電圧 VLの間のロック判定領域に入ったならば、ループ再引き込み機能付制御回路 285の動作は三角波発生回路の動作から積分回路の動作にスィッチして制御ループを閉じる。

[0143] 本実施形態の最大の利点は、制御回路が不安定な状態になりにくぐロックが外れても再びロック状態〖こすることができることである。なお、図 23では第 1実施形態へ適用した場合にっヽて示したが、これ以外の実施形態へ適用するようにしても良ヽ。

[0144] [第 18実施形態]

本発明の第 18実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 18 実施形態に係る光伝送システムの構成を図 28に示す。本実施形態に係る光伝送システムが第 1実施形態と異なるのは、マッハツエンダ干渉計 200がその 2つのアームにそれぞれ 2つの位相調整端子 (すなわち、上述した位相調整端子 201に加えて位相調整端子 291)を持ち、その一方（図では位相変調端子 291)に微小変調信号を印加し、他方 (図では位相変調端子 201)には帰還制御信号 (帰還誤差信号)を印加することである。

[0145] 具体的には、加算器 225が設けられていないこと、基準信号 Vref2と微小変調信号発振回路 224の出力を比較して微小変調信号の動作点を設定するための信号を出力する微小変調動作点設定回路 292と、微小変調動作点設定回路 292の出力に基づいて位相調整端子 291を駆動するドライバ 293と、基準電圧 Vref3と同期検波回路 223の出力を比較して帰還制御信号の動作点を決定するための信号を出力する MZIオフセット設定回路 294とを設けている。その他の構成は図 1に示した光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

[0146] 例えば、アームの光位相調整手段に熱光学効果を使ったマッハツエンダ干渉計では、駆動回路の動作点によって位相調整効率が異なる。微小変調信号と帰還制御信号が加算器 225で加算されて同じ位相調整端子に接続されると、帰還制御信号の大きさによって微小変調の効率が変化するため、ループの安定動作やペナルティの見積が大変難しくなる。本実施形態では、微小変調用と帰還制御用の位相調整端子を分割することにより、上記問題点を解決することができる。さらに、微小変調信号と帰還制御信号の動作点を決定するため、基準電圧の設定回路として微小変調動作点設定回路 292と MZIオフセット設定回路 294を設けることにより、それぞれの動作点を独立に調整することが可能となる。

[0147] なお、本実施形態では、マツハツヱンダ干渉計 200の 2つのアームにそれぞれ位相調整端子 201及び 291を設けた。しかし、電極を分割すればこれら位相調整端子を設けるのと同様のことが実現できるため、片側のアームに複数の電極を設けそれぞれに微小変調信号と帰還制御信号を印カロしても良い。

[0148] 本実施形態の最大の利点は、微小変調信号を常に安定した効率で印加できることである。なお、図 28では第 1実施形態へ適用した場合について示した力これ以外の実施形態へ適用するようにしても良、。

[0149] [第 19実施形態]

本発明の第 19実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 19 実施形態に係る光伝送システムの構成を図 29に示す。本実施形態に係る光伝送システムが第 18実施形態と異なるのは、光受信装置 2に、検波された受信信号光から、光キャリア周波数とマッハツンダ干渉計 200の光周波数特性との相対的な位置を検出する光キャリア周波数検出回路 295を有することである。その他の構成は図 28 に示した光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

[0150] 第 13—第 15実施形態のように、光信号の平均パワー最大値の点に、マッハツエンダ干渉計 200の光周波数特性のピークまたはボトムを設定するような制御を行う場合、光変調信号の光スペクトルの非対称性によって制御安定点が必ずしも光キャリアの周波数に合致しない場合が考えられる。本実施形態では、光キャリア周波数検出回路 295によって光キャリアの位置を検出し、その点にマツハツヱンダ干渉計 200の光周波数特性のピークもしくはボトムを安定ィ匕させるように MZIオフセット設定回路 294 に才フセット値を与える。

[0151] なお、光キャリア周波数検出回路 295は、キャリアのない変調信号力もキャリアの位置を見つけなければならないため、例えば、フアブリペロー共振器をスキャンして光スベクトルの最小点を 2つ見つけ、その 2つの周波数の中間点を光キャリア周波数とする方法を用いることなどが考えられる。

[0152] 本実施形態の最大の利点は、光変調信号スペクトルが非対称であっても、マツハツェンダ干渉計の光周波数特性のピークもしくはボトムを光キャリア周波数に合致させることができることである。なお、図 29では第 1実施形態を基にした第 18実施形態へ適用した場合について示したが、これ以外の実施形態を基にした構成に適用しても良い。

[0153] [第 20実施形態]

本発明の第 20実施形態に係る光伝送システムについて説明する。本発明の第 20 実施形態に係る光伝送システムの構成を図 30に示す。本実施形態に係る光伝送システムが、第 19実施形態と異なるのは、光送信装置 1が、主信号の変調を ONZOF Fできる変調状態制御回路 110と、主信号の回線とは別に設けられた制御用回線を用いて光受信装置 2との間で制御信号のやり取りを行う制御信号通信回路 111とを有すること、また、光受信装置 2が、上記の制御用回線を用いて光送信装置 1との間で制御信号のやり取りを行う制御信号通信回路 297を有することである。その他の構成は図 29に示した光伝送システムと同一であるので同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

[0154] 光送信装置 1で主信号の変調を OFFにできることにより、無変調の光キャリアのみ受信側に送信することができ、光受信装置 2では、この光キャリアを使って容易に光キャリア周波数を知ることができる。受信側では、光キャリア周波数検出回路 295が、制御信号通信回路 297を介して受信したこの光キャリア周波数に関する情報を用いて、光キャリア周波数とマッハツエンダ干渉計 200の光周波数特性のピークもしくはボトムの周波数を一致させるように、 MZIオフセット設定回路 294にオフセット値を与える。

[0155] 具体的な動作としては、光伝送システムの起動時に、光送信装置 1が主信号の変調を OFFにして光キャリアのみを送信する。光受信装置 2は、光送信装置 1から送られた光キャリア周波数とマッハツンダ干渉計 200の光周波数特性との相対的な位置を検出して、光キャリア周波数の位置とマッハツエンダ干渉計 200の光周波数特性のピークまたはボトムの位置とを合わせるように MZIオフセット設定回路 294のオフセット値を調整する。次いで、光受信装置 2はオフセット調整が完了したことを示す制御信号を制御信号通信回路 297から光送信装置 1に伝える。光送信装置 1は制御信号通信回路 111を介して制御信号を受け取った後、変調状態制御回路 110が変調器駆動回路 102を制御して主信号の変調を ONにする。

[0156] 本実施形態の最大の利点は、光変調信号スペクトルが非対称であっても、容易に光キャリア周波数を検出でき、マッハツエンダ干渉計の光周波数特性のピークもしくはボトムを光キャリア周波数に合致させることができることである。なお、図 30では第 1 実施形態を基にした第 19実施形態へ適用した場合について示したが、これ以外の実施形態を基にした構成に適用しても良ヽ。

[0157] 以上、本発明の実施形態を図面を参照して説明してきたが、これら実施形態は本発明の例示に過ぎず、本発明がこれら実施形態に限定されるものでないことは明らかである。したがって、本発明の精神および範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追カロ，省略，置換，その他の変更を行うようにしても良い。

産業上の利用可能性

本発明は DPSK-DD方式等を採用した光伝送システム、光伝送システムの光送信装置及び光受信装置であって、光受信装置が具備するマッハツエンダ干渉計の 2つのアームの信号光の位相差を一定の周波数で変調し、その周波数成分の位相を検出することで、送信側の光源の光周波数に合致した、マツハツヱンダ干渉計の最適な動作点に設定することが可能で、最良の受光特性を得ることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 差動符号化された位相変調光を出力する光送信装置と、この位相変調光を受光して復調する光受信装置とを備え、

前記光送信装置は、 NRZ符号の入力信号を NRZ— I符号の信号に変換するェンコーダと、前記エンコーダによって符号ィ匕されたマークとスペースに対して、位相振幅 Δ φを 0≤Δ φ≤πの範囲で与えた位相変調光を出力する位相変調器とを有し、前記光受信装置は、

受信した前記位相変調光を 2分岐し、該 2分岐された一方の信号光に対して 1ビット遅延させて、両信号光を干渉させて強度変調光に変換し、かつ干渉する両信号間の位相差を設定するための位相調整端子を有するマッハツエンダ干渉計と、

該マツハツヱンダ干渉計における 2つの出力ポートからの信号光を光電変換し、変換された電気信号の差分を出力するバランス型検波回路と、

前記マッハツエンダ干渉計の前記位相調整端子に周波数 f 1の第 1の低周波信号を印加する低周波信号発生回路と、

前記バランス型検波回路力供給される信号力第 2の低周波信号を検出する微小変調信号成分検出回路と、

前記微小変調信号成分検出回路から出力される前記第 2の低周波信号を前記低周波信号発生回路力出力される前記第 1の低周波信号で同期検波することにより、前記光送信装置から出力される前記位相変調光の中心波長と前記マッハツエンダ干渉計の通過帯域波長とのずれ量及びその方向を検知する同期検波回路と、前記ずれ量を修正するように前記 2分岐された信号光の位相差を調整するための制御信号を出力する制御回路と、

前記制御信号に基づいて前記位相調整端子を駆動するドライバ回路と、を有することを特徴とする光伝送システム。

[2] 前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される信号を分岐した信号のアイ開口をモニタした信号を出力するアイ開口モニタ回路と、前記アイ開口モニタ回路から出力される信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタとを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知することを特徴とする請求項 1に記載の光伝送システム。

[3] 前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される電気信号を識別再生するとともにその内部に符号誤り検出機能を備えたデータ再生回路と、前記データ再生回路力出力される誤り検出数情報をモニタした信号を出力する誤り検出数モニタ回路と、前記誤り検出数モニタ回路力出力される信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタとを有し、

前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて前記ずれ量及びその方向を検知することを特徴とする請求項 1に記載の光伝送システム。

[4] 前記バランス型検波回路は等化増幅回路を有し、

前記微小変調信号成分検出回路は、前記等化増幅回路の消費電流をモニタした信号を出力する消費電流モニタ回路と、前記消費電流モニタ回路力出力される信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタとを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知することを特徴とする請求項 1に記載の光伝送システム。

[5] 前記バランス型検波回路は、前記マッハツエンダ干渉計の前記 2つの出力ポートをそれぞれ 2つに分岐する光分岐手段と、該光分岐手段で分岐された 2つの光を干渉させる光結合手段と、該光結合手段力出力された光信号を電気信号に変換する光検波手段とを有し、

前記微小変調信号成分検出回路は、前記光検波手段から出力される前記電気信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知することを特徴とする請求項 1に記載の光伝送システム。

[6] 前記マツハツヱンダ干渉計のフリースペクトルレンジが主信号のクロックレートから若干シフトしており、

前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型光検波回路を構成している一方のフォトディテクタの光電流を増幅する第 1の増幅器と、該第 1の増幅器の出力力前記第 2の低周波信号の成分を抽出する帯域通過フィルタを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知することを特徴とする請求項 1に記載の光伝送システム。

[7] 前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型光検波回路を構成する他方のフォトディテクタの光電流を増幅する第 2の増幅器と、前記第 1の増幅器の出力と前記第 2の増幅器の出力の差を出力する減算器とをさらに有し、

前記帯域通過フィルタは、該減算器の出力から前記第 2の低周波信号の成分を抽出することを特徴とする請求項 6に記載の光伝送システム。

[8] 前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される信号歹 IJカゝらクロックを抽出するクロック抽出回路と、前記クロック抽出回路カゝら出力されるクロック信号に重畳された前記第 2の低周波信号を抽出する低周波信号抽出回路とを有し、

前記同期検波回路は、前記低周波信号抽出回路力出力される前記第 2の低周波信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知することを特徴とする請求項 1 に記載の光伝送システム。

[9] 前記光送信装置は、信号ビットレートと同一のクロック信号を生成するクロック信号生成回路と、該クロック信号生成回路より出力されるクロック信号で前記位相変調光の強度変調を行う強度変調器とを有し、

前記バランス型検波回路は、前記マツハツヱンダ干渉計における前記 2つの出力ポートのうちの一方のポートを分岐する光分岐回路と、該光分岐回路に接続されたモニタ用受光器とを有し、

前記微小変調信号成分検出回路は、前記モニタ用受光器力出力される強度変調光力前記第 2の低周波信号が重畳されたクロックを抽出する狭帯域アンプと、抽出されたクロックから前記第 2の低周波信号を抽出する電力検出回路を有し、前記同期検波回路は、前記電力検出回路の出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知することを特徴とする請求項 1に記載の光伝送システム。

[10] 前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される電気信号を識別再生するデータ再生回路と、前記データ再生回路の出力信号と識別前の信号との相関を検出する相関検出回路と、前記相関検出回路の出力から前記第 2 の低周波信号を抽出する低周波信号抽出回路とを有することを特徴とする請求項 1 に記載の光伝送システム。

[11] 前記光伝送システムは、

前記周波数 flの低周波信号を重畳するのに十分な高さの周波数 f2の信号により前記位相変調光を強度変調する強度変調手段と、

前記周波数 f2の強度変調成分を検出する強度変調成分検出手段とを有し、前記微小変調信号成分検出回路は、検出された前記周波数 f2の前記強度変調成分に重畳されている周波数 flの前記第 2の低周波信号を抽出することを特徴とする請求項 1に記載の光伝送システム。

[12] 前記光送信装置は、前記強度変調手段として、前記周波数 f2の信号を生成して前記光送信装置の光源を直接強度変調する発振回路を有することを特徴とする請求項 11に記載の光伝送システム。

[13] 前記光受信装置は、前記強度変調手段として、

前記周波数 βの信号を生成する発振回路と、

該発振回路の出力信号で信号光を強度変調する強度変調器と、を有することを特徴とする請求項 11に記載の光伝送システム。

[14] 前記光受信装置は、前記強度変調手段として、

前記周波数 βの信号を生成する発振回路と、

該発振回路に接続された光増幅器とを具備し、

該光増幅器の利得を前記発振回路により前記周波数 βで変調することを特徴とする請求項 11に記載の光伝送システム。

[15] 前記光受信装置は、前記強度変調成分検出手段として、

前記マッハツエンダ干渉計における前記 2つの出力ポートのうちの一方のポートを分岐する光分岐回路と、

該光分岐回路に接続されたモニタ用受光器と、

該モニタ用受光器から出力される強度変調光力前記周波数 f2の成分を抽出する抽出回路とを有することを特徴とする請求項 11一 14のいずれかに記載の光伝送システム。 [16] 前記光受信装置は、前記強度変調成分検出手段として、

前記バランス型検波回路に入力する前記変換された強度変調光の入力レベルを非対称にする入力レベル調整手段と、

前記バランス型検波回路の出力信号力前記周波数 f2の成分を抽出する抽出回路とを有することを特徴とする請求項 11一 14のいずれかに記載の光伝送システム。

[17] 前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される電気信号を識別再生するデータ再生回路を有し、

前記光受信装置は、

さらに、

前記データ再生回路の出力信号の論理を反転させて出力する論理反転回路と、前記データ再生回路の出力と前記論理反転回路の出力のいずれかを所定の論理指定信号に応じて選択的に出力する選択手段と、

前記論理反転回路の出力が選択されたときに前記制御回路内の帰還誤差信号の極性を反転させる極性選択手段とを有し、

前記光送信装置から出力される前記位相変調光の前記中心波長と前記マッハツンダ干渉計の前記通過帯域波長とのずれの補正量を、前記マッハツエンダ干渉計の繰り返し周波数の 1Z2以下とすることを特徴とする請求項 1一 16のいずれかに記載の光伝送システム。

[18] 前記光受信装置は、さらに、

前記マッハツンダ干渉計の基板温度の状態を検出する温度検出回路と、該マツハツヱンダ干渉計への帰還制御を ONZOFFするループ開閉スィッチとを有し、

前記マッハツエンダ干渉計の前記基板温度が適正範囲にな、場合は前記帰還制御を行うループを開き、前記マッハツンダ干渉計の前記基板温度が前記適正範囲にある場合は前記ループを閉じて前記帰還制御を行うことを特徴とする請求項 1一 1 7の!、ずれかに記載の光伝送システム。

[19] 前記制御回路は、さらに、

前記マツハツヱンダ干渉計への帰還制御を行うループのロック状態を検出するロック検出回路と、

前記ロック状態が前記ループのロックが外れたことを示しているときに前記ロック状態への再引き込みを行う再引き込み回路とを有し、

前記ロック検出回路が前記ロック状態を検出しているときは通常の帰還制御を行い、前記ロック検出回路が前記ロック状態を検出していないときは前記マツハツヱンダ干渉計の前記位相調整端子に印加される駆動信号を掃引し、前記ロック検出回路が再びロック状態を検出したならば前記通常の帰還制御を行う状態に切り替えることを特徴とする請求項 1一 17のいずれかに記載の光伝送システム。

[20] 前記マツハツヱンダ干渉計は独立した 2つの位相調整端子を具備し、

前記 2つの位相調整端子の一方に前記微小変調信号発振回路の出力を印加し、前記 2つの位相調整端子の他方に前記制御回路内の帰還誤差信号を印加することを特徴とする請求項 1一 17のいずれかに記載の光伝送システム。

[21] 前記光受信装置は、

前記バランス型検波回路により検波された受信信号光から、光キャリア周波数と前記マッハツンダ干渉計の光周波数特性との相対的な位置を検出する光キャリア周波数検出手段と、前記制御回路内の帰還誤差信号にオフセットを与えるオフセット設定回路とを有し、

前記光キャリア周波数の位置と前記マッハツエンダ干渉計の前記光周波数特性のピークまたはボトムの位置とを合わせるように前記オフセット設定回路のオフセット値を調整することを特徴とする請求項 1一 17のいずれかに記載の光伝送システム。

[22] 前記光送信装置は、

主信号の変調を ONZOFFする変調状態制御手段と、前記主信号の回線とは別に設けられた制御用回線を使って前記光受信装置と通信する第 1の制御信号通信手段とを有し、

前記光受信装置は、

前記バランス型検波回路により検波された受信信号光から、光キャリア周波数と前記マッハツンダ干渉計の光周波数特性との相対的な位置を検出する光キャリア周波数検出手段と、前記制御回路内の帰還誤差信号にオフセットを与えるオフセット設定回路と、前記制御用回線を使って前記光送信装置と通信する第 2の制御信号通信手段とを有し、

前記光伝送システム起動時に、前記光送信装置は、前記変調状態制御手段により前記主信号の変調を OFFにして光キャリアのみを送信し、前記光受信装置は、前記光キャリア周波数検出手段により前記光送信装置から送られた前記光キャリアの周波数と、前記マッハツンダ干渉計の前記光周波数特性との相対的な位置を検出して、前記光キャリア周波数の位置と前記マッハツエンダ干渉計の前記光周波数特性のピークまたはボトムの位置とを合わせるように前記オフセット設定回路の前記オフセットを調整し、前記光受信装置はオフセット調整が完了したことを示す制御信号を前記第 2の制御信号通信手段を使って前記光送信装置に伝え、前記光送信装置は該制御信号を受け取った後、前記主信号の変調を ONにすることを特徴とする請求項 1 一 17のいずれかに記載の光伝送システム。

[23] 差動符号化された位相変調光を出力する光送信装置と、この位相変調光を受光して復調する光受信装置とを備え、

前記光送信装置は、 NRZ符号の入力信号を NRZ— I符号の信号に変換するェンコーダと、前記エンコーダによって符号ィ匕されたマークとスペースに対して、位相振幅 △ φを 0≤Δ φ≤ πの範囲で与えた位相変調光を出力する位相変調器とを有し、前記光受信装置は、受信した前記位相変調光を 2分岐し、該 2分岐された一方の信号光に対して 1ビット遅延させて、両信号光を干渉させて強度変調光に変換し、かつ干渉した両信号間の位相差を設定するための位相調整端子を有するマッハツエンダ干渉計と、該マッハツンダ干渉計の 2つの出力ポートからの信号光を光電変換し、変換された電気信号の差分を出力するバランス型受光器とを有する光伝送システムの光送信装置であって、

前記光送信装置は、

信号ビットレートと同一のクロック信号を生成するクロック信号生成回路と、該クロック信号生成回路より出力されるクロック信号で前記位相変調光の強度変調を行う強度変調器とを有することを特徴とする光伝送システムの光送信装置。

[24] 差動符号化された位相変調光を出力する光送信装置と、この位相変調光を受光して復調する光受信装置とを備え、

前記光送信装置は、前記光送信装置の光源を直接強度変調する周波数 flの低周波信号を重畳するのに十分な高さの周波数 f2の信号を生成する発振回路を有することを特徴とする光伝送システムの光送信装置。

差動符号化された位相変調光を出力する光送信装置と、この位相変調光を受光して復調する光受信装置とを備え、

前記光送信装置は、 NRZ符号の入力信号を NRZ— I符号の信号に変換するェンコーダと、前記エンコーダによって符号ィ匕されたマークとスペースに対して、位相振幅 Δ φを 0≤Δ φ≤πの範囲で与えた位相変調光を出力する位相変調器とを有する光伝送システムの光受信装置であって、

前記光受信装置は、

前記制御信号に基づいて前記位相調整端子を駆動するドライバ回路と、を有することを特徴とする光伝送システムの光受信装置。

[26] 前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される信号を分岐した信号のアイ開口をモニタした信号を出力するアイ開口モニタ回路と、前記アイ開口モニタ回路から出力される信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタとを有し、

前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知することを特徴とする請求項 25に記載の光伝送システムの光受信装置。

[27] 前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される電気信号を識別再生するとともにその内部に符号誤り検出機能を備えたデータ再生回路と、前記データ再生回路力出力される誤り検出数情報をモニタした信号を出力する誤り検出数モニタ回路と、前記誤り検出数モニタ回路力出力される信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタとを有し、

前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて前記ずれ量及びその方向を検知することを特徴とする請求項 25に記載の光伝送システムの光受信装置。

[28] 前記バランス型検波回路は等化増幅回路を有し、

前記微小変調信号成分検出回路は、前記等化増幅回路の消費電流をモニタした信号を出力する消費電流モニタ回路と、前記消費電流モニタ回路力出力される信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタとを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知することを特徴とする請求項 25に記載の光伝送システムの光受信装置。

[29] 前記バランス型検波回路は、前記マッハツエンダ干渉計の前記 2つの出力ポートをそれぞれ 2つに分岐する光分岐手段と、該光分岐手段で分岐された 2つの光を干渉させる光結合手段と、該光結合手段力出力された光信号を電気信号に変換する光検波手段とを有し、

前記微小変調信号成分検出回路は、前記光検波手段から出力される前記電気信号に含まれている前記第 2の低周波信号を通過させる帯域通過フィルタを有し、前記同期検波回路は、前記帯域通過フィルタの出力信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知することを特徴とする請求項 25に記載の光伝送システムの光受信装置。

[30] 前記マツハツヱンダ干渉計のフリースペクトルレンジが主信号のクロックレートから若干シフトしており、

前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型光検波回路を構成している一方のフォトディテクタの光電流を増幅する第 1の増幅器と、該第 1の増幅器の出力力前記第 2の低周波信号の成分を抽出する帯域通過フィルタを有し、

[31] 前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型光検波回路を構成する他方のフォトディテクタの光電流を増幅する第 2の増幅器と、前記第 1の増幅器の出力と前記第 2の増幅器の出力の差を出力する減算器とをさらに有し、

前記帯域通過フィルタは、該減算器の出力から前記第 2の低周波信号の成分を抽出することを特徴とする請求項 30に記載の光伝送システムの光受信装置。

[32] 前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される信号歹 IJカゝらクロックを抽出するクロック抽出回路と、前記クロック抽出回路カゝら出力されるクロック信号に重畳された前記第 2の低周波信号を抽出する低周波信号抽出回路とを有し、

前記同期検波回路は、前記低周波信号抽出回路力出力される前記第 2の低周波信号に基づいて、前記ずれ量及びその方向を検知することを特徴とする請求項 2 5に記載の光伝送システムの光受信装置。

[33] 前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される電気信号を識別再生するデータ再生回路と、前記データ再生回路の出力信号と識別前の信号との相関を検出する相関検出回路と、前記相関検出回路の出力から前記第 2 の低周波信号を抽出する低周波信号抽出回路とを有することを特徴とする請求項 2 5に記載の光伝送システムの光受信装置。

[34] 前記周波数 flの低周波信号を重畳するのに十分な高さの周波数 f2の信号により前記位相変調光を強度変調する強度変調手段と、

前記周波数 f2の強度変調成分を検出する強度変調成分検出手段とを有し、前記微小変調信号成分検出回路は、検出された前記周波数 f2の前記強度変調成分に重畳されている周波数 flの前記第 2の低周波信号を抽出することを特徴とする請求項 25に記載の光伝送システムの光受信装置。

[35] 前記光受信装置は、前記強度変調手段として、

前記周波数 βの信号を生成する発振回路と、

該発振回路の出力信号で信号光を強度変調する強度変調器と、を有することを特徴とする請求項 34に記載の光伝送システムの光受信装置。

[36] 前記光受信装置は、前記強度変調手段として、

前記周波数 βの信号を生成する発振回路と、

該発振回路に接続された光増幅器とを具備し、

該光増幅器の利得を前記発振回路により前記周波数 βで変調することを特徴とする請求項 34に記載の光伝送システムの光受信装置。

[37] 前記光受信装置は、前記強度変調成分検出手段として、

該光分岐回路に接続されたモニタ用受光器と、該モニタ用受光器から出力される強度変調光力周波数 f2の成分を抽出する抽出回路とを有することを特徴とする請求項 34— 36のいずれかに記載の光伝送システムの光受信装置。

[38] 前記光受信装置は、前記強度変調成分検出手段として、

前記バランス型検波回路の出力信号力前記周波数 f2の成分を抽出する抽出回路とを有することを特徴とする請求項 34— 36のいずれかに記載の光伝送システムの光受信装置。

[39] 前記微小変調信号成分検出回路は、前記バランス型検波回路から出力される電気信号を識別再生するデータ再生回路を有し、

前記光受信装置は、

さらに、

前記光送信装置から出力される前記位相変調光の前記中心波長と前記マッハツンダ干渉計の前記通過帯域波長とのずれの補正量を、前記マッハツエンダ干渉計の繰り返し周波数の 1Z2以下とすることを特徴とする請求項 25— 38のいずれかに記載の光伝送システムの光受信装置。

[40] 前記マッハツエンダ干渉計の基板温度の状態を検出する温度検出回路と、

該マツハツヱンダ干砂計への帰還制御を ONZOFFするループ開閉スィッチとを有し、

前記マッハツエンダ干渉計の前記基板温度が適正範囲にな、場合は前記帰還制御を行うループを開き、前記マッハツンダ干渉計の前記基板温度が前記適正範囲にある場合は前記ループを閉じて前記帰還制御を行うことを特徴とする請求項 25— 39のいずれかに記載の光伝送システムの光受信装置。

[41] 前記制御回路は、さらに、

前記ロック検出回路が前記ロック状態を検出しているときは通常の帰還制御を行い、前記ロック検出回路が前記ロック状態を検出していないときは前記マツハツヱンダ干渉計の前記位相調整端子に印加される駆動信号を掃引し、前記ロック検出回路が再びロック状態を検出したならば前記通常の帰還制御状態を行う状態に切り替えることを特徴とする請求項 25— 39のいずれかに記載の光伝送システムの光受信装置。

[42] 前記マツハツヱンダ干渉計は独立した 2つの位相調整端子を具備し、

前記 2つの位相調整端子の一方に前記微小変調信号発振回路の出力を印加し、前記 2つの位相調整端子の他方に前記制御回路内の帰還誤差信号を印加することを特徴とする請求項 25— 39のいずれかに記載の光伝送システムの光受信装置。

[43] 前記バランス型検波回路により検波された受信信号光から、光キャリア周波数と前記マッハツンダ干渉計の前記光周波数特性との相対的な位置を検出する光キヤリァ周波数検出手段と、前記制御回路内の帰還誤差信号にオフセットを与えるオフセット設定回路とを有し、

前記光キャリア周波数の位置と前記マッハツエンダ干渉計の光周波数特性のピークまたはボトムの位置とを合わせるように前記オフセット設定回路のオフセット値を調整することを特徴とする請求項 25— 39のいずれかに記載の光伝送システムの光受信装置。