光伝送装置及び方法
【課題】光OFDM信号を生成する送信器において、光OFDM信号のサブキャリア分離の際に発生する光干渉を抑制することを可能にする。
【解決手段】本発明は、入力光を周波数毎に変調する光変調手段と、周波数空間上で隣接する光信号化の偏波を直交状態とする偏波直交手段と、光信号間の光位相を同期する位相同期手段と、位相同期した光信号を光周波数多重する光周波数多重手段と、を有する光伝送装置を構成することにより、隣接サブキャリア間の偏波状態を直交化し、サブキャリア分離の際に発生する光干渉を抑制する。
【解決手段】本発明は、入力光を周波数毎に変調する光変調手段と、周波数空間上で隣接する光信号化の偏波を直交状態とする偏波直交手段と、光信号間の光位相を同期する位相同期手段と、位相同期した光信号を光周波数多重する光周波数多重手段と、を有する光伝送装置を構成することにより、隣接サブキャリア間の偏波状態を直交化し、サブキャリア分離の際に発生する光干渉を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送装置及び方法に係り、特に、周波数分割多重された光信号において発生する信号劣化を削減するための光伝送装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ通信需要の増大に伴い、大容量トラヒックの伝送を可能とする光信号変調技術や光信号多重技術を用いた光伝送ネットワークが普及しつつある。大容量トラヒック伝送の実現には高い周波数利用効率の実現が必要であり、それを実現する技術として、多値変調技術や光周波数直交分割多重（OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術が挙げられる。特に光OFDMは、各チャネル間で満足される光周波数の直交性を用いることで、本来ならば発生し得る隣接チャネルからの光干渉を抑制し、高い周波数利用効率を実現する方式であり、多値変調との併用も可能である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図１３に光OFDMを実現する送信器の構成を一例を示す。
【０００４】
同図に示す送信器は、光源１０１〜１０４、光変調器１１１〜１１４、光カプラ１２を備えている。それぞれの光源１０１〜１０４から出力される光はサブキャリアと呼ばれ、互いに等しい周波数間隔を持っている（ｆ２−ｆ１＝ｆ３−ｆ２＝ｆ４−ｆ３=△ｆ）。ここで、それぞれの光源１０１〜１０４から出力されるサブキャリアは、単一の光源１０から出力された光に対し、光位相変調を施すことにより生成してもよい。それぞれのサブキャリアは各光変調器１１により周波数間隔と等しい変調レートで個別に変調され、スペクトル広がりを持った信号となる。それらの変調されたサブキャリアを光カプラ１２により合波することで、光OFDM信号が生成される。
【０００５】
図１４に光OFDM信号を各サブキャリアに分離する受信器の構成の一例を示す。
【０００６】
同図に示す受信器は、マッハツェンダ干渉計（MZI: Mach-Zehnder Interferometer）２０、光カプラ２１１，２１２、光バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２３１〜２３４、光復調器２４１〜２４４を備えている。光OFDM信号は、遅延量がシンボル長の半分に設定されたＭＺＩ２０により偶奇それぞれのサブキャリアに分離される。偶奇に分離されたサブキャリアは、さらに光カプラ２１１，２１２と光バンドパスフィルタ２３１〜２３４により各サブキャリアに分離され、光復調器２４１〜２４４により個別に復調される。光カプラ２１１，２１２と光バンドパスフィルタ２３１〜２３４は、初段のＭＺＩ２０とＦＳＲが異なるＭＺＩを用いてもよい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】H. Sanjoh, et. al., "Optical orthogonal frequency division multiplexing using frequency/time domain filtering for high spectral efficiency up to 1 bit/s/Hz," OFC 2002, ThD1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光OFDM信号は周波数スペクトル上に重複を持ったサブキャリアから構成されており、信号を復調する際には、隣接サブキャリア間の光干渉を抑圧した状態で各サブキャリアを分離する必要がある。これを実現するために、遅延量がシンボル長Ｔの半分に設定された、すなわちＴ／２に設定されたＭＺＩを用いて光OFDM信号を遅延干渉させ、各サブキャリアの分離を行う。このとき、理想的に光周波数の直交性が保たれている場合、遅延干渉されたＴ／２の時間領域においてのみサブキャリア間の光干渉が抑圧され、波形劣化なく各サブキャリアを分離することが可能となる。
【０００９】
しかし、実際の伝送路においてはファイバによる波長分散、光スイッチ等によるフィルタリング効果、伝送路中の非線形光学効果等によって波形は歪み、シンボル間干渉が発生する。このような状況では光周波数の直交性は理想的な状態として保たれておらず、遅延干渉されたＴ／２の時間領域においてもサブキャリア間の光干渉は完全には抑圧されない。すなわち、実際の伝送路を伝播した光OFDM信号に対しては、隣接サブキャリア間の光干渉を抑圧した状態で各サブキャリアを分離することは困難となる。
【００１０】
図１５は、フィルタなし、偏波ビーム結合器（ＰＢＣ：Polarization Beam Combiner）なしの、直交偏波多重でない状態において、数値シミュレーションにより得られた、シンボル間干渉が発生していない光OFDM信号の信号スペクトルと、各サブキャリアのアイダイヤグラムを示している。ここでは、２つのサブキャリア（サブキャリア１、サブキャリア２）から構成された光OFDM信号を用いている。各サブキャリアは、10GbpsのＮＲＺ信号として変調が施されており、サブキャリア間の周波数間隔は１０GHzである。アイダイヤグラムより、遅延干渉した時間領域（１５０ps付近）では、アイが大きく開いていることがわかる。図１６は、フィルタあり、ＰＢＣなしの状態において、数値シミュレーションにより得られた、光フィルタによるシンボル間干渉が発生している光OFDM信号の信号スペクトルと、各サブキャリアのアイダイヤグラムを示している。光フィルタとして３dB帯域幅が１０GHzの１次ガウシアンフィルタを用いた。アイダイヤグラムより、遅延干渉した時間領域においても十分なアイ開口が得られていないことが分かる。このように伝送路中を伝播した光OFDM信号はサブキャリア分離ｓの際に隣接サブキャリアから光干渉を受け、光干渉による波形劣化は各サブキャリアを復調する際のビット誤りを導く。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、光OFDM信号を生成する送信器において、隣接サブキャリア間の偏波状態を直交化し、光干渉による光パワー変動の軽減化を実現することで光OFDM信号のサブキャリア分離の際に発生する光干渉を抑制することが可能な光伝送装置及び方法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】
【００１２】
図１は、本発明の原理構成図である。
【００１３】
本発明（請求項１）は、光周波数多重された光信号を送信する光伝送装置であって、
入力光を周波数毎に変調する光変調手段２と、
周波数空間上で隣接する光信号化の偏波を直交状態とする偏波直交手段３と、
光信号を光周波数多重する光周波数多重手段４と、を有する。
【００１４】
また、本発明（請求項２）の光伝送装置は、光信号間の光位相の同期をとる位相同期手段を更に有し、
光周波数多重手段４は、位相同期手段で位相同期した光信号を光周波数多重する。
【００１５】
また、本発明（請求項３）の光伝送装置は、光変調手段２と偏波直交手段３と位相同期手段と光周波数多重手段４と、を平面光波回路上に配置する。
【００１６】
また、本発明（請求項４）の光伝送装置は、位相同期手段において、
周波数多重後の信号から隣接した光信号間のビート周波数をモニタする手段と、
ビート周波数と、基準信号源から発生される信号周波数とを比較することで位相差を調整する手段と、を含む。
【００１７】
本発明（請求項５）は、 光周波数多重された光信号を送信する光伝送方法であって、
光変調手段が、入力光を周波数毎に変調する光変調ステップと、
偏波直交手段が、周波数空間上で隣接する光信号化の偏波を直交状態とする偏波直交ステップと、
光周波数多重手段が、光信号を光周波数多重する光周波数多重ステップと、を行う。
【００１８】
また、本発明（請求項６）の光伝送方法は、位相同期手段により光信号間の光位相の同期をとる位相同期ステップを更に行い、
光周波数多重ステップにおいて、
位相同期ステップで位相同期された光信号を光周波数多重する。
【００１９】
また、本発明（請求項７）の光伝送方法は、光変調ステップ、偏波直交ステップ、位相同期ステップ、光周波数多重ステップを平面光波回路上で実現する。
【００２０】
また、本発明（請求項８）の光伝送方法は、位相同期ステップにおいて、
周波数多重後の信号から隣接した光信号間のビート周波数をモニタし、
ビート周波数と基準信号源から発生される信号周波数と比較することで位相差を調整する。
【発明の効果】
【００２１】
上述のように本発明によれば、光OFDM信号を生成する送信器として、多重される信号間の位相同期手段を有する光伝送装置を用いることで、隣接サブキャリア間の偏波状態を直交化し、サブキャリア分離の際に発生する光干渉を抑制する。偏波状態を直交化することにより光干渉による光パワーの変動が軽減され、各サブキャリアを復調する際に生じるビット誤りを軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における伝送装置の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における透過率と印加電圧の関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における偏波コントローラを用いた光伝送装置の構成図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現する光伝送装置の構成図（その１）である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現する光伝送装置の構成図（その２）（偏波保持光カプラを用いた例）である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現する光伝送装置の構成図（その３）である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるシミュレーション結果である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における光伝送装置の構成図（その１）である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における光伝送装置の構成図（その２）である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における光伝送装置の構成図（その３）である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における光伝送装置の構成図である。
【図１３】従来の光OFDM送信器の構成図である。
【図１４】従来の光OFDM受信器の構成図である。
【図１５】従来の技術によるシミュレーション結果（その１）である。
【図１６】従来の技術によるシミュレーション結果（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
［第１の実施の形態］
図２は、本発明の第１の実施の形態における光伝送装置の構成を示す。
【００２５】
同図に示す光伝送装置１００ａは、光源１１０、マッハツェンダ変調器（ＭＺＭ:Mach-Zehnder Modulator）１２０、マッハツェンダ干渉計（MZI: Mach-Zehnder Interferometer）１３０、光変調器１４０、偏波ビーム結合器（ＰＢＣ：Polarization Beam Combiner）１５０から構成される。各光変調器１４０とＰＢＣ１５０間は、偏波保持ファイバにより接続されている。
【００２６】
本実施の形態の光伝送装置１００ａは、単一光源１１０から出力される連続光にＭＺＭ１２０や、ＭＺＭ１２０を並列に配置することで構成されるベクトル変調器などにより強度位相変調を施すことで、１つのサブキャリアを生成する。一般にＭＺＭ１２０の透過率と印加電圧には、図３に示されるような関係があり、例えば、点Ｎを中心に±Ｖpiの電圧を△ｆ［GHz］の周波数で印加することで、２△ｆ［GHz］の周波数間隔を持つ２つのサブキャリアが生成される。これらの２つのサブキャリアは単一光源１１０から生成されたものであるため、その周波数間隔は常に一定に保たれている。それらの２つのサブキャリアをＭＺＩ１３０やインターリーブフィルタ（ＩＬＦ：Interleave Filter）を用いることで分離し、光変調器１４０１，１４０２がそれぞれのサブキャリアに対してサブキャリア間の周波数間隔と等しい変調レートで任意の強度、位相変調を施す。
【００２７】
ＭＺＩ１３０の後段は、偏波保持ファイバ（図２において点線で示す）により偏波保持系として構築されており、偏波ビーム結合器１５０がサブキャリア間の偏波が直交状態となるように合波を行う。
【００２８】
このようにして光OFDM信号を生成することで、隣接サブキャリア間の偏波が直交状態に保たれ、光OFDM信号が実現される。
【００２９】
また、ここでは、偏波の直交状態を実現するために必ずしも偏波保持系を用いる必要はなく、図４に示すように、光変調器１４０１と光カプラ１７０の間に偏波コントローラ１６０を設け、偏波コントローラ１６０から出力されたサブキャリアと光変調器１４０２から出力されたサブキャリア間の偏波が直交状態となるように光カプラ１７０で合波を行ってもよい。
【００３０】
次に、３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現する構成について説明する。
【００３１】
図５、図６、図７は、本発明の第１の実施の形態における３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現する伝送装置の構成を示す。
【００３２】
図５に示す伝送装置は、光源２１０、ＭＺＭ２２０、光分波器２３０、光変調器２４０１２４０４、ＰＢＣ２５０１，２５０２，光カプラ２６０から構成される。
【００３３】
ＭＺＭ２２０やベクトル変調器（図示せず）が、単一光源２１０から出力された連続光に強度位相変調を施すことで、位相同期が取られた３つ以上のサブキャリアを生成する。例えば、３つのサブキャリアを生成するためには、図３における点Ｍを中心に±Ｖpi／２程度の電圧を△ｆ［GHz］の周波数で印加することで、△ｆ[GHz]の周波数間隔を持つ３つのサブキャリアが生成される。アレイ導波路回折格子(AWG: Array Waveguide Grating)等の光分波器２３０は、それらのサブキャリアを分離する。各光変調器２４０１〜２４０４は、それぞれのサブキャリアをサブキャリア間の周波数間隔と等しい変調レートで変調し、図２の伝送装置と同様に隣接サブキャリア間の偏波を直交状態にして、ＰＢＣ２５０１，２５０２に出力する。ＰＢＣ２５０１，２５０２は、光変調器２４０１〜２４０４から出力されたサブキャリアを合波し、光カプラ２６０は、ＰＢＣ２５０１，２５０２からの出力を合波する。
【００３４】
このようにして３つ以上のサブキャリアから構成される、隣接サブキャリア間の偏波が直交状態に保たれた光OFDM信号が実現される。
【００３５】
また、この場合、図６に示す光伝送装置２００ｂのような構成を用いても３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現することが可能である。図６に示す構成は、光源２１０、ＭＺＭ２２０，光分波器２３０、光変調器２４０１〜２４０４、偏波保持光カプラ２７０１、２７０２、ＰＢＣ２８０から構成される。同図に示すように、偏波保持カプラ２７０が、光変調器２４０１〜２４０４から出力された同一偏波のサブキャリア同士を合波した後に、ＰＢＣ２８０が直交偏波状態のサブキャリア同士を合波するという構成も可能である。
【００３６】
さらに、図７に示す光伝送装置３００のような構成を用いても３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現することが可能である。図７に示す伝送装置３００は、光源３１０、光カプラ３９０、ＭＺＭ３２０１，３２０２，光分波器３３０１，３３０２、光変調器３４０１〜３４０５、光カプラ３７０１，３７０２、ＰＢＣ３８０から構成される。
【００３７】
単一光源３１０から出力された連続光を光カプラ３９０が分岐し、ＭＺＭ３２０１，３２０２が、一方の連続光に対しては図３における点Ｎを中心に±Ｖpiの電圧を△ｆ[GHz]の周波数で印加することで、２△ｆ[GHz]の周波数間隔を持つ二つのサブキャリアを生成し、それらのサブキャリアをＡＷＧなどを用いて分波、変調を施した後に合波する。もう一方の連続光に対しては、図３における点Ｍを中心に±Ｖpi／２程度の電圧を２△ｆ[GHz]の周波数で印加することで、２△ｆ[GHz]の周波数間隔を持つ３つのサブキャリアを生成し、それらサブキャリアを同じくＡＷＧなどを用いて分波し、光変調器３４０１〜３２４０４が変調を施した後に、偏波保持光カプラ３７０１，３７０２が変調されたサブキャリアを合波する。最後にＰＢＣ３８０がこれらサブキャリアを合波することで、隣接サブキャリア間の偏波が直交状態に保たれ光OFDM信号が実現される。この方法では、それぞれのＭＺＭで生成されたサブキャリアの周波数間隔が図５に示した光伝送装置２００ａの例における周波数間隔よりも広いため、各サブキャリアを分離する際に、チャネル周波数間隔がより広く設計された光分波器を用いることが可能となる。
【００３８】
図８は、本発明の第１の実施の形態におけるシミュレーション結果を示す。同図は、数値シミュレーションにより得られた図２に示す光伝送装置１００ａを用いて生成された、隣接サブキャリア間の偏波が直交状態に保たれた光OFDM信号の、光フィルタ透過後の信号スペクトルと、アイダイヤグラムを示している。ここでは、それぞれのサブキャリアがＭＺＩ１３０により分波されてから、ＰＢＣ１５０により合波されるまでの経路長は等しいものとしている。図１６と同様に、各サブキャリアは１０GbpsのＮＲＺ信号として変調が施されており、サブキャリア間の周波数間隔は１０GHzである。光フィルタとして、３dB帯域幅が１次ガウシアンフィルタを用いた。図１６と比較すると、信号スペクトルは光フィルタにより同程度まで狭窄化されている一方で、遅延干渉した時間領域（１５０ps付近）においてアイが大きく開いていることがわかる。これは、光フィルタによる波形劣化から生じるサブキャリア分離の際の隣接サブキャリアからの光干渉が、隣接サブキャリア間の偏波を直交状態にすることで十分に抑制されていることを表している。これと同様に、光フィルタによる波形劣化のみならず、波長分散による波形劣化、ファイバの非線形光学効果による波形劣化など、隣接サブキャリアからの光干渉であれば劣化要因に依らず、隣接サブキャリア間の偏波を直交状態にすることで、その影響を十分に抑制することが可能である。特に、光OFDM信号に関しては一般にアイが開口している時間領域が狭いため、偏波直交による光干渉の抑制効果が大きい。
【００３９】
［第２の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態における光伝送装置の構成を示す。
【００４０】
同図に示す光伝送装置４００は、光源４１０、ＭＺＭ４２０，ＭＺＩ４３１，光変調器４３２１，４３２２、λ／２板４３３、位相調整部４３４、光カプラ４３５から構成される。
【００４１】
第１の実施の形態において示したような送信系においては、それぞれのサブキャリアが異なる経路を伝播した後に合波される。この場合、それぞれの経路長の時間的な変動に伴い、合波時に必ずしもサブキャリア間で位相同期がとられていないという状態が発生し、この位相揺らぎが信号受信時におけるサブキャリア分離の際のサブキャリア間の光干渉、波形劣化の原因となる。そこで、送信器として図９に示すように、ＭＺＩ４３１によるサブキャリア合波に至るまでの系を平面光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）４３０により構築する。このような構成をとることで、各サブキャリアの通る経路長を厳密に制御することができ、各サブキャリア間での位相同期を実現することが可能となる。本構成においては、各サブキャリア間の偏波直交化を実現する手段としてλ／２板４３３による方法などが挙げられる。
【００４２】
また、サブキャリア間の位相同期を実現する方法として、上記のＰＬＣ４３０を用いる他にも、図１０、図１１に示す構成により実現が可能である。図１０に示す光伝送装置は、光源５１０、ＭＺＭ５２０，ＭＺＩ５３０，光変調器５４０１，５４０２、光周波数シフタ５５０、ＰＢＣ５６０，位相差検出器５７０、光カプラ５８０から構成される。このうち、サブキャリア間の位相差を検出するための位相差検出器５７０は、基準信号源５７１、ミキサ５７２、受光器（ＰＤ：Photo Detector）５７３、ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter）５７５、λ／２板５７４を有する。
【００４３】
また、図１１に示す光伝送装置は、光源６１０、ＭＺＭ６２０，ＭＺＩ６３０、光変調器６４０１，６４０２、偏波コントローラ６５０、光周波数シフタ６６０、光カプラ６７０、位相差検出器６８０、光カプラ６９０から構成される。このうち、位相差検出器６８０は、基準信号源６８１、ミキサ６８２、ＰＤ６８３、λ／２板６８５、ＰＢＳ６８６を有する。
【００４４】
図１０、図１１に示すように、位相差検出器５７０，６８０と光周波数シフタ５５０，６６０を用いることによりサブキャリア間の位相同期を実現することができる。
【００４５】
図１０、図１１のそれぞれの位相差検出器５７０，６８０は、合波後のOFDM信号をタップし、ＰＢＳ５７５，６８６と光カプラ５８０，６９０を用いて、各サブキャリアの偏波を揃えた後、ＰＤ５７３，６８３により各サブキャリア間の光干渉によって生じる光強度のビート成分を抽出する。このビート周波数を△ｆ＋δｆ［GHz］とし、所望のサブキャリア周波数間隔を△ｆ[GhZ]とした場合、基準信号源５７１，６８１からサブキャリア間隔周波数△ｆ[GHz]の信号を発生させることで、ミキサ５７２，６８２により誤差周波数δｆ[GHz]が抽出される。光周波数シフタ５５０，６６０は、この誤差周波数δｆ[GHz]が小さくなるように制御する。これにより、サブキャリア間の位相同期を実現することができる。
【００４６】
［第３の実施の形態］
図１２は、本発明の第３の実施の形態における光伝送装置の構成を示す。
【００４７】
同図に示す光伝送装置７００は、光源７１０１〜７１０４、光変調器７２０１〜７２０４、光周波数シフタ７３０１〜７３０３、ＰＢＣ７４０１，７４０２，光カプラ７５０、位相差検出器７６０１〜７６０３、光分波器７８０、光カプラ７９０から構成される。このうち、各位相差検出器７６０１〜７６０３は、基準信号源７６１、ミキサ７６２、ＰＤ７６３、λ／２板７６４、ＰＢＳ７６５を有する。
【００４８】
同図の光伝送装置７００において、複数の光源７１０１〜７１０４は、それぞれ波長の異なる連続光ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４を出力し、それぞれの連続光を、光OFDM信号を構成するサブキャリアとする。各サブキャリア間の位相同期を実現する方法として、各位相差検出器７６０１〜７６０３が、サブキャリア同士の干渉による光強度のビート成分を抽出し、そのビート周波数△ｆ+δｆ[GHz]が所望のサブキャリア周波数間隔△ｆ[GHz]（=ｆ２−ｆ１＝ｆ３−ｆ２＝ｆ４−ｆ３）に等しくなるように各光周波数シフタ７３０１〜７３０３を制御するといった方法が挙げられる。光周波数シフタ７３０１〜７３０３は、各光源７１０１〜７１０４から出力されたそれぞれのサブキャリアに対し、サブキャリア間の周波数間隔と等しい変調レートで任意の強度、位相変調を施す。位相変調を施された各サブキャリアはそれぞれ偏波保持ファイバから構成される偏波保持系を伝播し、ＰＢＣ７４０１，７４０２に入力される。ＰＢＣ７４０１，７４０２は、隣接サブキャリア間の偏波が直交状態となるように合波することで、隣接サブキャリア間の偏波が直交状態に保たれた光OFDM信号を生成する。
【００４９】
本実施の形態では、第１、第２の実施の形態とは異なり、各サブキャリアの変調に先立って光分波器を用いたサブキャリアの分離が必要とならないことが特徴である。
【００５０】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、光周波数多重された光信号を送信する際の直交偏波多重方式に適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
２ 光変調手段
３ 偏波直交手段
４ 光周波数多重手段
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００ 光伝送装置
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０ 光源
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０ ＭＺＭ(Mach-Zehnder Modulator)
１３０，４３１，５３０，６３０ ＭＺＩ(Mach-Zehnder Interferometer)
１４０，２４０，３４０，４３２，５４０，６４０，７２０，７８０ 光変調器
１５０，２５０，２８０，３８０，５６０，７４０ ＰＢＣ(Polarization Beam Combiner)
１６０，６５０ 偏波コントローラ
１７０，２６０，３７０，４３５，５８０，６７０，６８４，６９０，７５０，７９０ 光カプラ
２３０，３３０ 光分波器
２７０ 偏波保持光カプラ
４３３，５７４，６８５，７６４ λ／２板
４３４ 位相調整部
５５０，６６０，７３０ 光周波数シフタ
５７０，６８０，７６０ 位相差検出器
５７１，６８１，７６１ 基準信号源
５７２，６８２，７６２ ミキサ
５７３，６８３，７６３ ＰＤ
５７５，６８６，７６５ ＰＢＳ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送装置及び方法に係り、特に、周波数分割多重された光信号において発生する信号劣化を削減するための光伝送装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ通信需要の増大に伴い、大容量トラヒックの伝送を可能とする光信号変調技術や光信号多重技術を用いた光伝送ネットワークが普及しつつある。大容量トラヒック伝送の実現には高い周波数利用効率の実現が必要であり、それを実現する技術として、多値変調技術や光周波数直交分割多重（OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術が挙げられる。特に光OFDMは、各チャネル間で満足される光周波数の直交性を用いることで、本来ならば発生し得る隣接チャネルからの光干渉を抑制し、高い周波数利用効率を実現する方式であり、多値変調との併用も可能である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図１３に光OFDMを実現する送信器の構成を一例を示す。
【０００４】
同図に示す送信器は、光源１０１〜１０４、光変調器１１１〜１１４、光カプラ１２を備えている。それぞれの光源１０１〜１０４から出力される光はサブキャリアと呼ばれ、互いに等しい周波数間隔を持っている（ｆ２−ｆ１＝ｆ３−ｆ２＝ｆ４−ｆ３=△ｆ）。ここで、それぞれの光源１０１〜１０４から出力されるサブキャリアは、単一の光源１０から出力された光に対し、光位相変調を施すことにより生成してもよい。それぞれのサブキャリアは各光変調器１１により周波数間隔と等しい変調レートで個別に変調され、スペクトル広がりを持った信号となる。それらの変調されたサブキャリアを光カプラ１２により合波することで、光OFDM信号が生成される。
【０００５】
図１４に光OFDM信号を各サブキャリアに分離する受信器の構成の一例を示す。
【０００６】
同図に示す受信器は、マッハツェンダ干渉計（MZI: Mach-Zehnder Interferometer）２０、光カプラ２１１，２１２、光バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２３１〜２３４、光復調器２４１〜２４４を備えている。光OFDM信号は、遅延量がシンボル長の半分に設定されたＭＺＩ２０により偶奇それぞれのサブキャリアに分離される。偶奇に分離されたサブキャリアは、さらに光カプラ２１１，２１２と光バンドパスフィルタ２３１〜２３４により各サブキャリアに分離され、光復調器２４１〜２４４により個別に復調される。光カプラ２１１，２１２と光バンドパスフィルタ２３１〜２３４は、初段のＭＺＩ２０とＦＳＲが異なるＭＺＩを用いてもよい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】H. Sanjoh, et. al., "Optical orthogonal frequency division multiplexing using frequency/time domain filtering for high spectral efficiency up to 1 bit/s/Hz," OFC 2002, ThD1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光OFDM信号は周波数スペクトル上に重複を持ったサブキャリアから構成されており、信号を復調する際には、隣接サブキャリア間の光干渉を抑圧した状態で各サブキャリアを分離する必要がある。これを実現するために、遅延量がシンボル長Ｔの半分に設定された、すなわちＴ／２に設定されたＭＺＩを用いて光OFDM信号を遅延干渉させ、各サブキャリアの分離を行う。このとき、理想的に光周波数の直交性が保たれている場合、遅延干渉されたＴ／２の時間領域においてのみサブキャリア間の光干渉が抑圧され、波形劣化なく各サブキャリアを分離することが可能となる。
【０００９】
しかし、実際の伝送路においてはファイバによる波長分散、光スイッチ等によるフィルタリング効果、伝送路中の非線形光学効果等によって波形は歪み、シンボル間干渉が発生する。このような状況では光周波数の直交性は理想的な状態として保たれておらず、遅延干渉されたＴ／２の時間領域においてもサブキャリア間の光干渉は完全には抑圧されない。すなわち、実際の伝送路を伝播した光OFDM信号に対しては、隣接サブキャリア間の光干渉を抑圧した状態で各サブキャリアを分離することは困難となる。
【００１０】
図１５は、フィルタなし、偏波ビーム結合器（ＰＢＣ：Polarization Beam Combiner）なしの、直交偏波多重でない状態において、数値シミュレーションにより得られた、シンボル間干渉が発生していない光OFDM信号の信号スペクトルと、各サブキャリアのアイダイヤグラムを示している。ここでは、２つのサブキャリア（サブキャリア１、サブキャリア２）から構成された光OFDM信号を用いている。各サブキャリアは、10GbpsのＮＲＺ信号として変調が施されており、サブキャリア間の周波数間隔は１０GHzである。アイダイヤグラムより、遅延干渉した時間領域（１５０ps付近）では、アイが大きく開いていることがわかる。図１６は、フィルタあり、ＰＢＣなしの状態において、数値シミュレーションにより得られた、光フィルタによるシンボル間干渉が発生している光OFDM信号の信号スペクトルと、各サブキャリアのアイダイヤグラムを示している。光フィルタとして３dB帯域幅が１０GHzの１次ガウシアンフィルタを用いた。アイダイヤグラムより、遅延干渉した時間領域においても十分なアイ開口が得られていないことが分かる。このように伝送路中を伝播した光OFDM信号はサブキャリア分離ｓの際に隣接サブキャリアから光干渉を受け、光干渉による波形劣化は各サブキャリアを復調する際のビット誤りを導く。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、光OFDM信号を生成する送信器において、隣接サブキャリア間の偏波状態を直交化し、光干渉による光パワー変動の軽減化を実現することで光OFDM信号のサブキャリア分離の際に発生する光干渉を抑制することが可能な光伝送装置及び方法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】
【００１２】
図１は、本発明の原理構成図である。
【００１３】
本発明（請求項１）は、光周波数多重された光信号を送信する光伝送装置であって、
入力光を周波数毎に変調する光変調手段２と、
周波数空間上で隣接する光信号化の偏波を直交状態とする偏波直交手段３と、
光信号を光周波数多重する光周波数多重手段４と、を有する。
【００１４】
また、本発明（請求項２）の光伝送装置は、光信号間の光位相の同期をとる位相同期手段を更に有し、
光周波数多重手段４は、位相同期手段で位相同期した光信号を光周波数多重する。
【００１５】
また、本発明（請求項３）の光伝送装置は、光変調手段２と偏波直交手段３と位相同期手段と光周波数多重手段４と、を平面光波回路上に配置する。
【００１６】
また、本発明（請求項４）の光伝送装置は、位相同期手段において、
周波数多重後の信号から隣接した光信号間のビート周波数をモニタする手段と、
ビート周波数と、基準信号源から発生される信号周波数とを比較することで位相差を調整する手段と、を含む。
【００１７】
本発明（請求項５）は、 光周波数多重された光信号を送信する光伝送方法であって、
光変調手段が、入力光を周波数毎に変調する光変調ステップと、
偏波直交手段が、周波数空間上で隣接する光信号化の偏波を直交状態とする偏波直交ステップと、
光周波数多重手段が、光信号を光周波数多重する光周波数多重ステップと、を行う。
【００１８】
また、本発明（請求項６）の光伝送方法は、位相同期手段により光信号間の光位相の同期をとる位相同期ステップを更に行い、
光周波数多重ステップにおいて、
位相同期ステップで位相同期された光信号を光周波数多重する。
【００１９】
また、本発明（請求項７）の光伝送方法は、光変調ステップ、偏波直交ステップ、位相同期ステップ、光周波数多重ステップを平面光波回路上で実現する。
【００２０】
また、本発明（請求項８）の光伝送方法は、位相同期ステップにおいて、
周波数多重後の信号から隣接した光信号間のビート周波数をモニタし、
ビート周波数と基準信号源から発生される信号周波数と比較することで位相差を調整する。
【発明の効果】
【００２１】
上述のように本発明によれば、光OFDM信号を生成する送信器として、多重される信号間の位相同期手段を有する光伝送装置を用いることで、隣接サブキャリア間の偏波状態を直交化し、サブキャリア分離の際に発生する光干渉を抑制する。偏波状態を直交化することにより光干渉による光パワーの変動が軽減され、各サブキャリアを復調する際に生じるビット誤りを軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における伝送装置の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における透過率と印加電圧の関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における偏波コントローラを用いた光伝送装置の構成図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現する光伝送装置の構成図（その１）である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現する光伝送装置の構成図（その２）（偏波保持光カプラを用いた例）である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現する光伝送装置の構成図（その３）である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるシミュレーション結果である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における光伝送装置の構成図（その１）である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における光伝送装置の構成図（その２）である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における光伝送装置の構成図（その３）である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における光伝送装置の構成図である。
【図１３】従来の光OFDM送信器の構成図である。
【図１４】従来の光OFDM受信器の構成図である。
【図１５】従来の技術によるシミュレーション結果（その１）である。
【図１６】従来の技術によるシミュレーション結果（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
［第１の実施の形態］
図２は、本発明の第１の実施の形態における光伝送装置の構成を示す。
【００２５】
同図に示す光伝送装置１００ａは、光源１１０、マッハツェンダ変調器（ＭＺＭ:Mach-Zehnder Modulator）１２０、マッハツェンダ干渉計（MZI: Mach-Zehnder Interferometer）１３０、光変調器１４０、偏波ビーム結合器（ＰＢＣ：Polarization Beam Combiner）１５０から構成される。各光変調器１４０とＰＢＣ１５０間は、偏波保持ファイバにより接続されている。
【００２６】
本実施の形態の光伝送装置１００ａは、単一光源１１０から出力される連続光にＭＺＭ１２０や、ＭＺＭ１２０を並列に配置することで構成されるベクトル変調器などにより強度位相変調を施すことで、１つのサブキャリアを生成する。一般にＭＺＭ１２０の透過率と印加電圧には、図３に示されるような関係があり、例えば、点Ｎを中心に±Ｖpiの電圧を△ｆ［GHz］の周波数で印加することで、２△ｆ［GHz］の周波数間隔を持つ２つのサブキャリアが生成される。これらの２つのサブキャリアは単一光源１１０から生成されたものであるため、その周波数間隔は常に一定に保たれている。それらの２つのサブキャリアをＭＺＩ１３０やインターリーブフィルタ（ＩＬＦ：Interleave Filter）を用いることで分離し、光変調器１４０１，１４０２がそれぞれのサブキャリアに対してサブキャリア間の周波数間隔と等しい変調レートで任意の強度、位相変調を施す。
【００２７】
ＭＺＩ１３０の後段は、偏波保持ファイバ（図２において点線で示す）により偏波保持系として構築されており、偏波ビーム結合器１５０がサブキャリア間の偏波が直交状態となるように合波を行う。
【００２８】
このようにして光OFDM信号を生成することで、隣接サブキャリア間の偏波が直交状態に保たれ、光OFDM信号が実現される。
【００２９】
また、ここでは、偏波の直交状態を実現するために必ずしも偏波保持系を用いる必要はなく、図４に示すように、光変調器１４０１と光カプラ１７０の間に偏波コントローラ１６０を設け、偏波コントローラ１６０から出力されたサブキャリアと光変調器１４０２から出力されたサブキャリア間の偏波が直交状態となるように光カプラ１７０で合波を行ってもよい。
【００３０】
次に、３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現する構成について説明する。
【００３１】
図５、図６、図７は、本発明の第１の実施の形態における３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現する伝送装置の構成を示す。
【００３２】
図５に示す伝送装置は、光源２１０、ＭＺＭ２２０、光分波器２３０、光変調器２４０１２４０４、ＰＢＣ２５０１，２５０２，光カプラ２６０から構成される。
【００３３】
ＭＺＭ２２０やベクトル変調器（図示せず）が、単一光源２１０から出力された連続光に強度位相変調を施すことで、位相同期が取られた３つ以上のサブキャリアを生成する。例えば、３つのサブキャリアを生成するためには、図３における点Ｍを中心に±Ｖpi／２程度の電圧を△ｆ［GHz］の周波数で印加することで、△ｆ[GHz]の周波数間隔を持つ３つのサブキャリアが生成される。アレイ導波路回折格子(AWG: Array Waveguide Grating)等の光分波器２３０は、それらのサブキャリアを分離する。各光変調器２４０１〜２４０４は、それぞれのサブキャリアをサブキャリア間の周波数間隔と等しい変調レートで変調し、図２の伝送装置と同様に隣接サブキャリア間の偏波を直交状態にして、ＰＢＣ２５０１，２５０２に出力する。ＰＢＣ２５０１，２５０２は、光変調器２４０１〜２４０４から出力されたサブキャリアを合波し、光カプラ２６０は、ＰＢＣ２５０１，２５０２からの出力を合波する。
【００３４】
このようにして３つ以上のサブキャリアから構成される、隣接サブキャリア間の偏波が直交状態に保たれた光OFDM信号が実現される。
【００３５】
また、この場合、図６に示す光伝送装置２００ｂのような構成を用いても３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現することが可能である。図６に示す構成は、光源２１０、ＭＺＭ２２０，光分波器２３０、光変調器２４０１〜２４０４、偏波保持光カプラ２７０１、２７０２、ＰＢＣ２８０から構成される。同図に示すように、偏波保持カプラ２７０が、光変調器２４０１〜２４０４から出力された同一偏波のサブキャリア同士を合波した後に、ＰＢＣ２８０が直交偏波状態のサブキャリア同士を合波するという構成も可能である。
【００３６】
さらに、図７に示す光伝送装置３００のような構成を用いても３つ以上のサブキャリアから構成される光OFDM信号を実現することが可能である。図７に示す伝送装置３００は、光源３１０、光カプラ３９０、ＭＺＭ３２０１，３２０２，光分波器３３０１，３３０２、光変調器３４０１〜３４０５、光カプラ３７０１，３７０２、ＰＢＣ３８０から構成される。
【００３７】
単一光源３１０から出力された連続光を光カプラ３９０が分岐し、ＭＺＭ３２０１，３２０２が、一方の連続光に対しては図３における点Ｎを中心に±Ｖpiの電圧を△ｆ[GHz]の周波数で印加することで、２△ｆ[GHz]の周波数間隔を持つ二つのサブキャリアを生成し、それらのサブキャリアをＡＷＧなどを用いて分波、変調を施した後に合波する。もう一方の連続光に対しては、図３における点Ｍを中心に±Ｖpi／２程度の電圧を２△ｆ[GHz]の周波数で印加することで、２△ｆ[GHz]の周波数間隔を持つ３つのサブキャリアを生成し、それらサブキャリアを同じくＡＷＧなどを用いて分波し、光変調器３４０１〜３２４０４が変調を施した後に、偏波保持光カプラ３７０１，３７０２が変調されたサブキャリアを合波する。最後にＰＢＣ３８０がこれらサブキャリアを合波することで、隣接サブキャリア間の偏波が直交状態に保たれ光OFDM信号が実現される。この方法では、それぞれのＭＺＭで生成されたサブキャリアの周波数間隔が図５に示した光伝送装置２００ａの例における周波数間隔よりも広いため、各サブキャリアを分離する際に、チャネル周波数間隔がより広く設計された光分波器を用いることが可能となる。
【００３８】
図８は、本発明の第１の実施の形態におけるシミュレーション結果を示す。同図は、数値シミュレーションにより得られた図２に示す光伝送装置１００ａを用いて生成された、隣接サブキャリア間の偏波が直交状態に保たれた光OFDM信号の、光フィルタ透過後の信号スペクトルと、アイダイヤグラムを示している。ここでは、それぞれのサブキャリアがＭＺＩ１３０により分波されてから、ＰＢＣ１５０により合波されるまでの経路長は等しいものとしている。図１６と同様に、各サブキャリアは１０GbpsのＮＲＺ信号として変調が施されており、サブキャリア間の周波数間隔は１０GHzである。光フィルタとして、３dB帯域幅が１次ガウシアンフィルタを用いた。図１６と比較すると、信号スペクトルは光フィルタにより同程度まで狭窄化されている一方で、遅延干渉した時間領域（１５０ps付近）においてアイが大きく開いていることがわかる。これは、光フィルタによる波形劣化から生じるサブキャリア分離の際の隣接サブキャリアからの光干渉が、隣接サブキャリア間の偏波を直交状態にすることで十分に抑制されていることを表している。これと同様に、光フィルタによる波形劣化のみならず、波長分散による波形劣化、ファイバの非線形光学効果による波形劣化など、隣接サブキャリアからの光干渉であれば劣化要因に依らず、隣接サブキャリア間の偏波を直交状態にすることで、その影響を十分に抑制することが可能である。特に、光OFDM信号に関しては一般にアイが開口している時間領域が狭いため、偏波直交による光干渉の抑制効果が大きい。
【００３９】
［第２の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態における光伝送装置の構成を示す。
【００４０】
同図に示す光伝送装置４００は、光源４１０、ＭＺＭ４２０，ＭＺＩ４３１，光変調器４３２１，４３２２、λ／２板４３３、位相調整部４３４、光カプラ４３５から構成される。
【００４１】
第１の実施の形態において示したような送信系においては、それぞれのサブキャリアが異なる経路を伝播した後に合波される。この場合、それぞれの経路長の時間的な変動に伴い、合波時に必ずしもサブキャリア間で位相同期がとられていないという状態が発生し、この位相揺らぎが信号受信時におけるサブキャリア分離の際のサブキャリア間の光干渉、波形劣化の原因となる。そこで、送信器として図９に示すように、ＭＺＩ４３１によるサブキャリア合波に至るまでの系を平面光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）４３０により構築する。このような構成をとることで、各サブキャリアの通る経路長を厳密に制御することができ、各サブキャリア間での位相同期を実現することが可能となる。本構成においては、各サブキャリア間の偏波直交化を実現する手段としてλ／２板４３３による方法などが挙げられる。
【００４２】
また、サブキャリア間の位相同期を実現する方法として、上記のＰＬＣ４３０を用いる他にも、図１０、図１１に示す構成により実現が可能である。図１０に示す光伝送装置は、光源５１０、ＭＺＭ５２０，ＭＺＩ５３０，光変調器５４０１，５４０２、光周波数シフタ５５０、ＰＢＣ５６０，位相差検出器５７０、光カプラ５８０から構成される。このうち、サブキャリア間の位相差を検出するための位相差検出器５７０は、基準信号源５７１、ミキサ５７２、受光器（ＰＤ：Photo Detector）５７３、ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter）５７５、λ／２板５７４を有する。
【００４３】
また、図１１に示す光伝送装置は、光源６１０、ＭＺＭ６２０，ＭＺＩ６３０、光変調器６４０１，６４０２、偏波コントローラ６５０、光周波数シフタ６６０、光カプラ６７０、位相差検出器６８０、光カプラ６９０から構成される。このうち、位相差検出器６８０は、基準信号源６８１、ミキサ６８２、ＰＤ６８３、λ／２板６８５、ＰＢＳ６８６を有する。
【００４４】
図１０、図１１に示すように、位相差検出器５７０，６８０と光周波数シフタ５５０，６６０を用いることによりサブキャリア間の位相同期を実現することができる。
【００４５】
図１０、図１１のそれぞれの位相差検出器５７０，６８０は、合波後のOFDM信号をタップし、ＰＢＳ５７５，６８６と光カプラ５８０，６９０を用いて、各サブキャリアの偏波を揃えた後、ＰＤ５７３，６８３により各サブキャリア間の光干渉によって生じる光強度のビート成分を抽出する。このビート周波数を△ｆ＋δｆ［GHz］とし、所望のサブキャリア周波数間隔を△ｆ[GhZ]とした場合、基準信号源５７１，６８１からサブキャリア間隔周波数△ｆ[GHz]の信号を発生させることで、ミキサ５７２，６８２により誤差周波数δｆ[GHz]が抽出される。光周波数シフタ５５０，６６０は、この誤差周波数δｆ[GHz]が小さくなるように制御する。これにより、サブキャリア間の位相同期を実現することができる。
【００４６】
［第３の実施の形態］
図１２は、本発明の第３の実施の形態における光伝送装置の構成を示す。
【００４７】
同図に示す光伝送装置７００は、光源７１０１〜７１０４、光変調器７２０１〜７２０４、光周波数シフタ７３０１〜７３０３、ＰＢＣ７４０１，７４０２，光カプラ７５０、位相差検出器７６０１〜７６０３、光分波器７８０、光カプラ７９０から構成される。このうち、各位相差検出器７６０１〜７６０３は、基準信号源７６１、ミキサ７６２、ＰＤ７６３、λ／２板７６４、ＰＢＳ７６５を有する。
【００４８】
同図の光伝送装置７００において、複数の光源７１０１〜７１０４は、それぞれ波長の異なる連続光ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４を出力し、それぞれの連続光を、光OFDM信号を構成するサブキャリアとする。各サブキャリア間の位相同期を実現する方法として、各位相差検出器７６０１〜７６０３が、サブキャリア同士の干渉による光強度のビート成分を抽出し、そのビート周波数△ｆ+δｆ[GHz]が所望のサブキャリア周波数間隔△ｆ[GHz]（=ｆ２−ｆ１＝ｆ３−ｆ２＝ｆ４−ｆ３）に等しくなるように各光周波数シフタ７３０１〜７３０３を制御するといった方法が挙げられる。光周波数シフタ７３０１〜７３０３は、各光源７１０１〜７１０４から出力されたそれぞれのサブキャリアに対し、サブキャリア間の周波数間隔と等しい変調レートで任意の強度、位相変調を施す。位相変調を施された各サブキャリアはそれぞれ偏波保持ファイバから構成される偏波保持系を伝播し、ＰＢＣ７４０１，７４０２に入力される。ＰＢＣ７４０１，７４０２は、隣接サブキャリア間の偏波が直交状態となるように合波することで、隣接サブキャリア間の偏波が直交状態に保たれた光OFDM信号を生成する。
【００４９】
本実施の形態では、第１、第２の実施の形態とは異なり、各サブキャリアの変調に先立って光分波器を用いたサブキャリアの分離が必要とならないことが特徴である。
【００５０】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、光周波数多重された光信号を送信する際の直交偏波多重方式に適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
２ 光変調手段
３ 偏波直交手段
４ 光周波数多重手段
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００ 光伝送装置
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０ 光源
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０ ＭＺＭ(Mach-Zehnder Modulator)
１３０，４３１，５３０，６３０ ＭＺＩ(Mach-Zehnder Interferometer)
１４０，２４０，３４０，４３２，５４０，６４０，７２０，７８０ 光変調器
１５０，２５０，２８０，３８０，５６０，７４０ ＰＢＣ(Polarization Beam Combiner)
１６０，６５０ 偏波コントローラ
１７０，２６０，３７０，４３５，５８０，６７０，６８４，６９０，７５０，７９０ 光カプラ
２３０，３３０ 光分波器
２７０ 偏波保持光カプラ
４３３，５７４，６８５，７６４ λ／２板
４３４ 位相調整部
５５０，６６０，７３０ 光周波数シフタ
５７０，６８０，７６０ 位相差検出器
５７１，６８１，７６１ 基準信号源
５７２，６８２，７６２ ミキサ
５７３，６８３，７６３ ＰＤ
５７５，６８６，７６５ ＰＢＳ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光周波数多重された光信号を送信する光伝送装置であって、
入力光を周波数毎に変調する光変調手段と、
周波数空間上で隣接する光信号化の偏波を直交状態とする偏波直交手段と、
光信号を光周波数多重する光周波数多重手段と、
を有することを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記光信号間の光位相の同期をとる位相同期手段を更に有し、
前記光周波数多重手段は、
前記位相同期手段で位相同期した光信号を光周波数多重する
請求項１記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記光変調手段と前記偏波直交手段と前記位相同期手段と前記光周波数多重手段と、を平面光波回路上に配置する
請求項２記載の光伝送装置。
【請求項４】
前記位相同期手段は、
周波数多重後の信号から隣接した光信号間のビート周波数をモニタする手段と、
前記ビート周波数と、基準信号源から発生される信号周波数とを比較することで位相差を調整する手段と、
を含む請求項２記載の光伝送装置。
【請求項５】
光周波数多重された光信号を送信する光伝送方法であって、
光変調手段が、入力光を周波数毎に変調する光変調ステップと、
偏波直交手段が、周波数空間上で隣接する光信号化の偏波を直交状態とする偏波直交ステップと、
光周波数多重手段が、光信号を光周波数多重する光周波数多重ステップと、
を行うことを特徴とする光伝送方法。
【請求項６】
位相同期手段により前記光信号間の光位相の同期をとる位相同期ステップを更に行い、
前記光周波数多重ステップにおいて、
前記位相同期ステップで位相同期された光信号を光周波数多重する
請求項５記載の光伝送方法。
【請求項７】
前記光変調ステップ、前記偏波直交ステップ、前記位相同期ステップ、前記光周波数多重ステップを平面光波回路上で実現する
請求項６記載の光伝送方法。
【請求項８】
前記位相同期ステップにおいて、
周波数多重後の信号から隣接した光信号間のビート周波数をモニタし、
前記ビート周波数と基準信号源から発生される信号周波数と比較することで位相差を調整する、
請求項６記載の光伝送方法。
【請求項１】
光周波数多重された光信号を送信する光伝送装置であって、
入力光を周波数毎に変調する光変調手段と、
周波数空間上で隣接する光信号化の偏波を直交状態とする偏波直交手段と、
光信号を光周波数多重する光周波数多重手段と、
を有することを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記光信号間の光位相の同期をとる位相同期手段を更に有し、
前記光周波数多重手段は、
前記位相同期手段で位相同期した光信号を光周波数多重する
請求項１記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記光変調手段と前記偏波直交手段と前記位相同期手段と前記光周波数多重手段と、を平面光波回路上に配置する
請求項２記載の光伝送装置。
【請求項４】
前記位相同期手段は、
周波数多重後の信号から隣接した光信号間のビート周波数をモニタする手段と、
前記ビート周波数と、基準信号源から発生される信号周波数とを比較することで位相差を調整する手段と、
を含む請求項２記載の光伝送装置。
【請求項５】
光周波数多重された光信号を送信する光伝送方法であって、
光変調手段が、入力光を周波数毎に変調する光変調ステップと、
偏波直交手段が、周波数空間上で隣接する光信号化の偏波を直交状態とする偏波直交ステップと、
光周波数多重手段が、光信号を光周波数多重する光周波数多重ステップと、
を行うことを特徴とする光伝送方法。
【請求項６】
位相同期手段により前記光信号間の光位相の同期をとる位相同期ステップを更に行い、
前記光周波数多重ステップにおいて、
前記位相同期ステップで位相同期された光信号を光周波数多重する
請求項５記載の光伝送方法。
【請求項７】
前記光変調ステップ、前記偏波直交ステップ、前記位相同期ステップ、前記光周波数多重ステップを平面光波回路上で実現する
請求項６記載の光伝送方法。
【請求項８】
前記位相同期ステップにおいて、
周波数多重後の信号から隣接した光信号間のビート周波数をモニタし、
前記ビート周波数と基準信号源から発生される信号周波数と比較することで位相差を調整する、
請求項６記載の光伝送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１６６２４２（Ｐ２０１０−１６６２４２Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５９３４（Ｐ２００９−５９３４）
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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