光送信機、光送受信システム、光送信方法、および、光送受信方法
【課題】 電気領域前置補償を施した高シンボルレートの光信号の生成を可能とする光送信機、光送受信システム、光送信方法、および、光送受信方法を提供する。
【解決手段】 光送信機は、入力されるデジタル信号に対して電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償部と、前置補償部によって計算された光信号電界を並列化する並列化部と、並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて光信号を変調する複数の光変調部と、複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重部と、を備える。
【解決手段】 光送信機は、入力されるデジタル信号に対して電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償部と、前置補償部によって計算された光信号電界を並列化する並列化部と、並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて光信号を変調する複数の光変調部と、複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信機、光送受信システム、光送信方法、および、光送受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送路の線形および非線形波形歪みを補償する技術として、電気領域前置補償（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｅ−ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）が有効であることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Electrical domain compensation of non-linear effects in an optical communication system, Pub. No. US 2004/0197103, Nortel
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１の技術では、電気領域前置補償を施した高シンボルレートの光信号を生成するためには、高速動作する電子デバイスが必要となる。このことが光伝送においてボトルネックとなるおそれがある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、電気領域前置補償を施した高シンボルレートの光信号の生成を可能とする光送信機、光送受信システム、光送信方法、および、光送受信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】
【０００６】
上記課題を解決するために、明細書開示の光送信機は、入力されるデジタル信号に対して電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償部と、前置補償部によって計算された光信号電界を並列化する並列化部と、並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて光信号を変調する複数の光変調部と、複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重部と、を備えるものである。
【０００７】
上記課題を解決するために、明細書開示の光送受信システムは、入力されるデジタル信号に対して電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償部と前置補償部によって計算された光信号電界を並列化する並列化部と並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて光信号を変調する複数の光変調部と複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重部とを備える光送信機と、光送信機から伝送路を介して入力される光信号について繰り返しパルスからなる局部発振光を用いて検波する検波部を備える光受信機と、を備え、局部発振光の繰り返し周波数と光送信機から出力される光信号の偏波回転周波数とが同一であるものである。
【０００８】
上記課題を解決するために、明細書開示の光送信方法は、入力されるデジタル信号に対して電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償ステップと、前置補償ステップにおいて計算された光信号電界を並列化する並列化ステップと、並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて複数の光変調器で光信号を変調する光変調ステップと、複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重ステップと、を含むものである。
【０００９】
上記課題を解決するために、明細書開示の光送受信方法は、上記光送信方法によって送信された光信号について繰り返しパルスからなる局部発振光を用いて検波する検波ステップを含み、局部発振光の繰り返し周波数と光送信機から出力される光信号の偏波回転周波数とが同一であるものである。
【発明の効果】
【００１０】
明細書開示の光送信機、光送受信システム、光送信方法、および、光送受信方法によれば、電気領域前置補償を施した高シンボルレートの光信号の生成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る光送信機の全体構成を説明するためのブロック図である。
【図２】入力電気波形生成部の詳細を説明するためのブロック図である。
【図３】（ａ）は予偏波回転器によって偏波回転された光信号を表す図であり、（ｂ）は予等化されたデータに対応する光信号を表す図であり、（ｃ）はサンプラー／並列化部によるサンプリングを表す図である。
【図４】光変調部の詳細を説明するための図である。
【図５】光受信機の全体構成を説明するためのブロック図である。
【図６】コヒーレント受信フロントエンドの詳細を説明するためのブロック図である。
【図７】実施例２に係る光送受信機の全体構成を説明するためのブロック図である。
【図８】各パラメータの具体的数値を記入した例を説明するための図である。
【図９】繰り返し周波数変換器の例について説明するための図である。
【図１０】繰り返し周波数変換器のさらに他の例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、実施例１に係る光送信機１００の全体構成を説明するためのブロック図である。図１を参照して、光送信機１００は、パルス光源１０、分岐器１１、入力電気波形生成部２０、光変調部３０ａ〜３０ｄ、遅延部１２ａ〜１２ｃ、および合成器１３を含む。
【００１４】
パルス光源１０は、パルス状の光信号を出力する。パルス光源１０として、例えば変調器一体型の半導体レーザを用いることができる。パルス光源１０から出力されるパルス状の光信号の繰り返し周波数は、Ｍ×ｆｓ／Ｎ［Ｈｚ］に設定してある。また、パルス光源１０のパルスのデューティは、１／Ｎ未満に設定してある。「ｆｓ」は、光送信機１００に入力される入力データ信号のシンボルレート［Ｈｚ］である。「Ｍ」は１以上の整数であり、「Ｎ」は分岐器１１によって分岐される光信号の分岐数であり、２以上の整数である。
【００１５】
分岐器１１は、パルス光源１０の出力光を複数に分岐する光カプラである。本実施例においては、一例として、分岐数Ｎ＝４とする。各分岐光の伝送路のそれぞれには、光変調部が挿入されている。本実施例においては、４つの伝送路のそれぞれに、光変調部３０ａ〜３０ｄのうちいずれか１つが配置されている。
【００１６】
また、４つの伝送路のうち３つに、遅延部１２ａ〜１２ｃのいずれかが挿入されている。遅延部１２ａの遅延量はΔｔであり、遅延部１２ｂの遅延量は２Δｔであり、遅延部１２ｃの遅延量は３Δｔである。このように、４つ伝送路における遅延量がΔｔずつ異なっている。Δｔは、シンボルレートｆｓに応じて設定され、一例として１／（Ｍ×ｆｓ）［ｓ］に設定してある。本実施例においては、遅延部１２ａは光変調部３０ｂが挿入された光伝送路に挿入され、遅延部１２ｂは光変調部３０ｃが挿入された光伝送路に挿入され、遅延部１２ｃは光変調部３０ｄが挿入された光伝送路に挿入されている。合成器１３は、上記４つの伝送路の光信号を合成して出力する光カプラである。
【００１７】
光送信機１００に入力された入力データ信号は、入力電気波形生成部２０に入力される。入力電気波形生成部２０は、例えば、デジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor）、書換え可能論理回路（Field Programmable Gate Array）、専用ＬＳＩ（Application Specific Integrated Circuit）などからなる。入力電気波形生成部２０は、光変調部３０ａ〜３０ｄでの変調対象となる光信号に対して電気領域前置補償を行うデジタル処理部である。
【００１８】
本実施例においては、入力電気波形生成部２０は、電気領域前置補償として、変調後の光信号に対する線形予等化および非線形予等化のうち少なくともいずれか一方を行った光信号の電界を計算する。また、入力電気波形生成部２０は、変調後の光信号に対して偏波の回転を付加する電界を計算する。さらに、入力電気波形生成部２０は、上記電界に対応する光信号の周波数帯域のＭ倍（１以上の整数）の周波数でサンプリングする。また、入力電気波形生成部２０は、サンプリングによって得られたサンプル値を１：Ｎに並列化して、光変調部３０ａ〜３０ｄのそれぞれに入力する。
【００１９】
各光変調部３０ａ〜３０ｄは、入力電気波形生成部２０で生成された電気信号に応じて、パルス光源１０からの出力光を変調する。遅延部１２ａ〜１２ｃおよび合成器１３は、各光変調部３０ａ〜３０ｄによって得られた変調信号に対して時分割多重を行う。本実施例においては、Δｔずつ時分割された４つの変調信号が多重化される。時分割多重後の光信号は、光ファイバ等の伝送路を介して光受信機に送信される。
【００２０】
以下、各機器の詳細について説明する。図２は、入力電気波形生成部２０の詳細を説明するためのブロック図である。図２を参照して、入力電気波形生成部２０は、予偏波回転器２１および予等化器を含む。予等化器は、Ｘ偏波用の線形予等化器２２ａ、Ｙ偏波用の線形予等化器２２ｂ、および非線形予等化器２３を含む。図２のように、予等化器は、複数設けられていてもよい。
【００２１】
予偏波回転器２１は、互いに直交する２つの偏波成分ごとのデータである入力信号（Ｅｘ０，Ｅｙ０）に対して、例えば下記式（１）のように信号変換処理を行う。式（１）の信号変換処理によって、入力信号（Ｅｘ０，Ｅｙ０）が（Ｅｘ，Ｅｙ）に変換される。式（１）では変調用の入力信号が（Ｅｘ０，Ｅｙ０）から（Ｅｘ，Ｅｙ）に変換されることから、光変調部３０ａ〜３０ｄにおける変調によって得られる光信号からみれば、予偏波回転器２１は、光信号の送信電場を変換していることになる。
【００２２】
【数１】
【００２３】
なお、式（１）においては、入力信号の値を、角速度ωｒｔで回転（スクランブル）させている。なお、ωｒは、２π・ｆｓ／Ｋである。Ｋは、Ｋ＞０を満たす任意の実数である。この場合、偏波回転周波数は、ｆｓ／Ｋとなる。図３（ａ）は、予偏波回転器２１によって偏波回転された光信号の一例を表している。
【００２４】
線形予等化部２２ａは、予偏波回転器２１にて上述の偏波スクランブルが行なわれた結果の送信電場信号Ｅｘ（＝ＸＩ＋ｉ・ＸＱ）について、光送信機１００から送信される光信号の伝送路の線形特性に応じた予等化を行う。なお、ＸＩはＸ偏波のＩ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）成分であり、ＸＱはＸ偏波のＱ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）成分である。同様に、線形予等化部２２ｂは、予偏波回転器２１にて上述の偏波スクランブルが行なわれた結果の送信電場信号Ｅｙ（＝ＹＩ＋ｉ・ＹＱ）について、光送信機１００から送信される光信号の伝送路の線形特性に応じた予等化を行う。ここで、ｉは虚数単位である。線形予等化部２２ａ，２２ｂにおける予等化処理量は、予め伝送路の線形特性について測定しておいてその測定結果に応じて定めておくことができる。
【００２５】
非線形予等化部２３は、線形予等化後の送信電場信号Ｅｘ，Ｅｙについて、光送信機１００から送信される光信号の伝送路の非線形特性に応じた予等化を行う。なお、非線形予等化部２３での予等化処理量については、予め測定された伝送路の非線形特性に応じて定めておくことができる。図３（ｂ）は、線形予等化部２２ａ，２２ｂおよび非線形予等化部２３によって予等化されたデータＥｘ，Ｅｙに対応する光信号を表している。
【００２６】
サンプラー／並列化部２４は、線形予等化部２２ａ，２２ｂおよび非線形予等化部２３によって予等化されたデータＥｘ，Ｅｙに対応する光信号に対して、その光信号の周波数帯域のＭ倍の周波数でサンプリングを行う。図３（ｃ）は、サンプラー／並列化部２４によるサンプリングを表す。図中の○印がサンプリング点を表している。サンプラー／並列化部２４は、サンプリングしたサンプル値を、１：Ｎ（分岐器１１による分岐数）に並列化して出力する。サンプラー／並列化部２４の出力データは、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換部２５によってアナログ信号に変換される。なお、Ｄ／Ａ変換部２５は、並列化されたデータのそれぞれのＸＩ成分，ＸＱ成分，ＹＩ成分，ＹＱ成分に対してデジタル／アナログ変換するとともに増幅し、変調器３０ａ〜３０ｄの駆動信号として出力する。
【００２７】
図４は、光変調部３０ａの詳細を説明するための図である。図４を参照して、光変調部３０ａは、光変調器３１ａ，３１ｂおよび偏光ビームカプラ（ＰＢＣ：Polarization Beam Coupler）３２を含む。光変調部３０ａに入力された光信号は光変調部３０ａ内で分岐して、光変調器３１ａと光変調器３１ｂとに入力される。
【００２８】
光変調器３１ａには、入力電気波形生成部２０から、ＸＩ成分およびＸＱ成分が入力される。光変調器３１ａは、ＸＩ成分およびＸＱ成分に基づいて、パルス光源１０から出力される光信号を変調する。光変調器３１ｂには、入力電気波形生成部２０から、ＹＩ成分およびＹＱ成分が入力される。光変調器３１ｂは、ＹＩ成分およびＹＱ成分に基づいて、パルス光源１０から出力される光信号を変調する。偏光ビームカプラ３２は、光変調器３１ａによって出力された変調光と光変調器３１ｂによって出力された変調光とを、互いに直交する偏波成分で合成する。光変調部３０ｂ〜光変調部３０ｄは、光変調部３０ａと同様の構成を有する。
【００２９】
データＥｘ，Ｅｙに相当する駆動信号で変調される光信号は、入力信号Ｅｘ０，Ｅｙ０が光変調部３０ａで変調される場合と比較すると、偏波状態がスクランブルされている。このように、入力電気波形生成部２０におけるデジタル信号処理を通じて、光送信機１００から送信される光信号についての偏波スクランブルが実現されている。
【００３０】
遅延部１２ａは、光変調部３０ｂによって変調された光信号に対して、Δｔの遅延量を付加する。遅延部１２ｂは、光変調部３０ｃによって変調された光信号に対して、２Δｔの遅延量を付加する。遅延部１２ｃは、光変調部３０ｄによって変調された光信号に対して、３Δｔの遅延量を付加する。それにより、合成器１３は、各光変調部３０ａ〜３０ｄによって得られた変調信号に対して時分割多重を行うことができる。
【００３１】
本実施例に係る光送信機１００においては、電気領域前置補償を行った光信号電界が並列化され変調後の光信号が時分割多重化されることから、所要周波数帯域幅が１／Ｎに削減される。また、高速動作する電子デバイスを用いずに高シンボルレートの光信号を生成することができる。さらに、高速な偏波回転を付加することができるため、ＰＤＬ（Polarization Dependent Loss）による伝送劣化を抑制することができる。また、時分割多重において、隣合うタイムスロットの光信号の偏波が同一でなくなるため、チャネル内非線形相互作用を抑制することができる。
【００３２】
図５は、光送信機１００から送信される光信号を受信するための光受信機２００の全体構成を説明するためのブロック図である。図５を参照して、光受信機２００は、分岐器１４、局発パルス光源１５、分岐器１６、遅延部１７、コヒーレント受信フロントエンド４０ａ〜４０ｄ、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部５０、および処理部６０を含む。
【００３３】
分岐器１４は、受信した光信号を、コヒーレント受信フロントエンドの個数分に分岐する。図５においては、分岐器１４は、受信した光信号を４つに分岐し、コヒーレント受信フロントエンド４０ａ〜４０ｄのそれぞれに入力する。局発パルス光源１５は、コヒーレント受信フロントエンド４０ａ〜４０ｄにおける光検波に用いる局部発信光を出力する光源である。本実施例においては、局発パルス光源１５は、所定の繰り返し周波数を有するパルス光を出力する。局発パルス光源１５として、変調器一体型の半導体レーザ等を用いることができる。
【００３４】
分岐器１６は、局発パルス光源１５から受信した光信号を、コヒーレント受信フロントエンドの個数分に分岐する。図５においては、分岐器１６は、受信した光信号を４つの伝送路（第１伝送路〜第４伝送路）に分岐する。遅延部１７は、分岐器１６の出力光に遅延量を設定する。遅延部１７は、各分岐伝送路の遅延量を、入力光信号の１シンボルずつ異なるように設定する。具体的には、例えば、第２伝送路の遅延量を１シンボル、第３伝送路の遅延量を２シンボル、第４伝送路の遅延量を３シンボルに設定する。遅延部１７によって遅延量が設定された光信号は、それぞれコヒーレント受信フロントエンド４０ａ〜４０ｄに入力される。
【００３５】
図６は、コヒーレント受信フロントエンド４０ａの詳細を説明するためのブロック図である。コヒーレント受信フロントエンド４０ｂ〜４０ｄは、コヒーレント受信フロントエンド４０ａと同様の構成を有する。図６を参照して、コヒーレント受信フロントエンド４０ａは、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４１，４２、９０°ハイブリッド４３ａ，４３ｂ、および光電変換器４４ａ〜４４ｄを含む。偏光ビームスプリッタ４１，４２、および９０°ハイブリッド４３ａ，４３ｂは、コヒーレント受信フロントエンド４０ａが伝送路から受信する光信号の検波部として機能する。
【００３６】
偏光ビームスプリッタ４１は、分岐器１４から伝送路を介して受信される信号を、直交する２つの偏波成分に分離し、一方を９０°ハイブリッド４３ａに入力し、他方を９０°ハイブリッド４３ｂに入力する。偏光ビームスプリッタ４２は、分岐器１６を介して入力される局部発振光を、２つの直交する偏波成分に分離し、偏光ビームスプリッタ４１が導く光信号に対応した偏波成分を、それぞれ９０°ハイブリッド４３ａ，４３ｂに入力する。９０°ハイブリッド４３ａは、伝送路からの偏波成分についてそれぞれ局部発振光の受信タイミングで検波し、Ｉ成分およびＱ成分の検波光として出力する。したがって、９０°ハイブリッド４３ａは、直交する一方の偏波成分（例えばＸ成分）について、Ｉ成分およびＱ成分の検波光として出力する。同様に、９０°ハイブリッド４３ｂは、他方の偏波成分（例えばＹ成分）について、Ｉ成分およびＱ成分の検波光として出力する。
【００３７】
光電変換器４４ａ〜４４ｄは、それぞれＩ成分およびＱ成分からなる２つの偏波成分ごとの光に対して、それぞれ光電変換を行う。本実施例においては、光電変換器４４ａは、Ｘ偏波のＩ成分に対して光電変換を行う。光電変換器４４ｂは、Ｘ偏波のＱ成分に対して光電変換を行う。光電変換器４４ｃは、Ｙ偏波のＩ成分に対して光電変換を行う。光電変換器４４ｄは、Ｙ偏波のＱ成分に対して光電変換を行う。
【００３８】
アナログ／デジタル変換部５０は、光電変換器４４ａ〜４４ｄに対応してアナログ／デジタル変換器を備える。各アナログ／デジタル変換器は、それぞれ、光電変換器４４ａ〜４４ｄの出力電流をデジタル信号に変換し、処理部６０に入力する。処理部６０は、波形等化部、復号部、誤り訂正部等を含み、入力されたデジタル信号を処理する。
【００３９】
続いて、コヒーレント受信フロントエンドの個数について説明する。コヒーレント受信フロントエンドの個数は、入力電気波形生成部２０の予偏波回転器２１における偏波回転周波数ｆｓ／Ｋに応じて決定される。具体的には、コヒーレント受信フロントエンドの個数を、Ｋ個に設定する。さらに、局発パルス光源１５の繰り返し周波数を、ｆｓ／Ｋ［Ｈｚ］に設定する。すなわち、局発パルス光源１５の繰り返し周波数と予偏波回転器２１における偏波回転周波数とを同一に設定する。また、パルスのデューティ＜１／Ｋとする。この場合、光受信機２００が受信する光信号を１：Ｋに光時分割多重分離させることができる。それにより、光送信機１００で付加した高速偏波回転を相殺するための高速動作デバイスを用いなくてもよい。
【００４０】
したがって、偏波回転を相殺するためには、「Ｋ」は２以上の整数に設定される。さらに、光信号を１：Ｋに光時分割多重分離させるためには、コヒーレント受信フロントエンドの個数は、Ｋ個に設定される。図６の例は、光時分割多重分離数が「４」に設定されている。このように、図５および図６の例では、「Ｋ」は、光時分割多重分離数のことを意味する。
【実施例２】
【００４１】
図７は、実施例２に係る光送受信機３００の全体構成を説明するためのブロック図である。図７を参照して、光送受信機３００は、実施例１に係る光受信機２００および光送信機１００を含むとともに、繰り返し周波数変換器７０を含む。この光送受信機３００は、各局等に配置される。それにより、光受信機２００が受信した光信号は、所定の処理を施された後に光送信機１００から送信される。
【００４２】
光送信機１００において、パルス光源１０と分岐器１１との間に、分岐器１８が挿入されている。分岐器１８は、パルス光源１０の出力光を分岐して、一方を分岐器１１に出力するとともに、他方を繰り返し周波数変換器７０に出力する。繰り返し周波数変換器７０は、パルス光源１０の出力光の繰り返し周波数を所望の値に変換し、分岐器１６に入力する。
【００４３】
パルス光源１０の繰り返し周波数がＭ×ｆｓ／Ｎ［Ｈｚ］に設定してあり、かつ、パルス光源１０のパルスのデューティがＭ／Ｎ未満に設定してあるとする。この場合において下記式（２）、（３）、（４）のいずれかが成立すると、光受信機２００において光信号が１：Ｋに光時分割多重分離する。このようにすることで、パルス光源１０の出力光を、光変調および偏波回転相殺の両方に共通して用いることができる。
Ｋ ＝ Ｍ／Ｎ （２）
Ｋ×Ｍ／Ｎ ＝ ２ｍ（ｍは自然数） （３）
Ｋ×Ｍ／Ｎ ＝ １／２ｎ（ｎは自然数） （４）
【００４４】
図８は、各パラメータの具体的数値を記入した例を説明するための図である。図８を参照して、入力データのシンボルレートｆｓを５０Ｇｓｙｍｂｏｌ／ｓとする。Ｍ＝２とし、光時分割多重分離数Ｋ＝４とし、光送信機１００における分岐数Ｎ＝４とする。この場合、パルス光源１０の繰り返し周波数Ｍ×ｆｓ／Ｎ［Ｈｚ］は、２５ＧＨｚとなり、パルスのデューティは１／２未満となる。周波数帯域は２５ＧＨｚとなる。また、繰り返し周波数Ｍ×ｆｓ／Ｎは、１２．５ＧＨｚとなる。
【００４５】
図９（ａ）および図９（ｂ）は、繰り返し周波数変換器７０の例について説明するための図である。パルス光源１０の繰り返し周期をＴとする。図９（ａ）は、繰り返し周波数変換器７０において繰り返し周期をＴ／２に変換する場合の構成例を説明するための図である。すなわち、図９（ａ）は、繰り返し周期が２倍に変換される例を表している。
【００４６】
図９（ａ）を参照して、繰り返し周波数変換器７０は、２つの分岐伝送路を備え、一方の伝送路には偏波制御器７１および光レベル調節器７２を備え、他方の伝送路にはＴ／２遅延器７３、偏波制御器７１、および光レベル調節器７２を備える。この場合、Ｔ／２遅延器７３を備える伝送路においては、光信号がＴ／２だけ遅延する。したがって、これらの２つの分岐伝送路を伝送する光を光カプラで合成することによって、繰り返し周波数を２倍にすることができる。
【００４７】
図９（ｂ）は、繰り返し周波数変換器７０において繰り返し周期をＴ／４に変換する場合の構成例を説明するための図である。すなわち、図９（ｂ）は、繰り返し周期が４倍に変換される例を表している。図９（ｂ）を参照して、繰り返し周波数変換器７０は、４つの分岐伝送路を備え、第１の伝送路には偏波制御器７１および光レベル調節器７２を備える。繰り返し周波数変換器７０は、第２〜第４の伝送路には、偏波制御器７１および光レベル調節器７２の他に、それぞれＴ／２遅延器７３、Ｔ／４遅延器７４、または３Ｔ／４遅延器７５を備える。この場合、第２伝送路においては光信号がＴ／２だけ遅延し、第３伝送路においては光信号がＴ／４だけ遅延し、第４伝送路においては光信号が３Ｔ／４だけ遅延する。したがって、これらの４つの分岐伝送路を伝送する光を光カプラで合成することによって、繰り返し周波数を４倍にすることができる。
【００４８】
図１０は、繰り返し周波数変換器７０のさらに他の例について説明するための図である。図１０を参照して、繰り返し周波数変換器７０は、クロック信号発生部７６、逓倍器７７、およびスイッチ７８を含む。なお、逓倍器の代わりに分周器が備わっていてもよい。また、スイッチ７８として、ＬＮ変調器、ＥＡ変調器等を用いることができる。図１０の構成においては、クロック信号発生部７６におけるクロックに応じてスイッチ７８をオンオフさせることによって、パルス光源１０が出力するパルスの一部の出力をカットすることができる。それにより、繰り返し周期を整数倍にすることができ、繰り返し周波数を１／整数倍にすることができる。
【００４９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ パルス光源
１１ 分岐器
１２ 遅延部
１３ 合成器
１４ 分岐器
１５ 局発パルス光源
１６ 分岐器
１７ 遅延部
２０ 入力電気波形生成部
２１ 予偏波回転器
２２ 線形予等化器
２３ 非線形予等化器
２４ サンプラー並列化部
３０ 光変調部
４０ コヒーレント受信フロントエンド
１００ 光送信機
２００ 光受信機
３００ 光送受信機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信機、光送受信システム、光送信方法、および、光送受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送路の線形および非線形波形歪みを補償する技術として、電気領域前置補償（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｅ−ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）が有効であることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Electrical domain compensation of non-linear effects in an optical communication system, Pub. No. US 2004/0197103, Nortel
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１の技術では、電気領域前置補償を施した高シンボルレートの光信号を生成するためには、高速動作する電子デバイスが必要となる。このことが光伝送においてボトルネックとなるおそれがある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、電気領域前置補償を施した高シンボルレートの光信号の生成を可能とする光送信機、光送受信システム、光送信方法、および、光送受信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】
【０００６】
上記課題を解決するために、明細書開示の光送信機は、入力されるデジタル信号に対して電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償部と、前置補償部によって計算された光信号電界を並列化する並列化部と、並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて光信号を変調する複数の光変調部と、複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重部と、を備えるものである。
【０００７】
上記課題を解決するために、明細書開示の光送受信システムは、入力されるデジタル信号に対して電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償部と前置補償部によって計算された光信号電界を並列化する並列化部と並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて光信号を変調する複数の光変調部と複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重部とを備える光送信機と、光送信機から伝送路を介して入力される光信号について繰り返しパルスからなる局部発振光を用いて検波する検波部を備える光受信機と、を備え、局部発振光の繰り返し周波数と光送信機から出力される光信号の偏波回転周波数とが同一であるものである。
【０００８】
上記課題を解決するために、明細書開示の光送信方法は、入力されるデジタル信号に対して電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償ステップと、前置補償ステップにおいて計算された光信号電界を並列化する並列化ステップと、並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて複数の光変調器で光信号を変調する光変調ステップと、複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重ステップと、を含むものである。
【０００９】
上記課題を解決するために、明細書開示の光送受信方法は、上記光送信方法によって送信された光信号について繰り返しパルスからなる局部発振光を用いて検波する検波ステップを含み、局部発振光の繰り返し周波数と光送信機から出力される光信号の偏波回転周波数とが同一であるものである。
【発明の効果】
【００１０】
明細書開示の光送信機、光送受信システム、光送信方法、および、光送受信方法によれば、電気領域前置補償を施した高シンボルレートの光信号の生成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る光送信機の全体構成を説明するためのブロック図である。
【図２】入力電気波形生成部の詳細を説明するためのブロック図である。
【図３】（ａ）は予偏波回転器によって偏波回転された光信号を表す図であり、（ｂ）は予等化されたデータに対応する光信号を表す図であり、（ｃ）はサンプラー／並列化部によるサンプリングを表す図である。
【図４】光変調部の詳細を説明するための図である。
【図５】光受信機の全体構成を説明するためのブロック図である。
【図６】コヒーレント受信フロントエンドの詳細を説明するためのブロック図である。
【図７】実施例２に係る光送受信機の全体構成を説明するためのブロック図である。
【図８】各パラメータの具体的数値を記入した例を説明するための図である。
【図９】繰り返し周波数変換器の例について説明するための図である。
【図１０】繰り返し周波数変換器のさらに他の例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、実施例１に係る光送信機１００の全体構成を説明するためのブロック図である。図１を参照して、光送信機１００は、パルス光源１０、分岐器１１、入力電気波形生成部２０、光変調部３０ａ〜３０ｄ、遅延部１２ａ〜１２ｃ、および合成器１３を含む。
【００１４】
パルス光源１０は、パルス状の光信号を出力する。パルス光源１０として、例えば変調器一体型の半導体レーザを用いることができる。パルス光源１０から出力されるパルス状の光信号の繰り返し周波数は、Ｍ×ｆｓ／Ｎ［Ｈｚ］に設定してある。また、パルス光源１０のパルスのデューティは、１／Ｎ未満に設定してある。「ｆｓ」は、光送信機１００に入力される入力データ信号のシンボルレート［Ｈｚ］である。「Ｍ」は１以上の整数であり、「Ｎ」は分岐器１１によって分岐される光信号の分岐数であり、２以上の整数である。
【００１５】
分岐器１１は、パルス光源１０の出力光を複数に分岐する光カプラである。本実施例においては、一例として、分岐数Ｎ＝４とする。各分岐光の伝送路のそれぞれには、光変調部が挿入されている。本実施例においては、４つの伝送路のそれぞれに、光変調部３０ａ〜３０ｄのうちいずれか１つが配置されている。
【００１６】
また、４つの伝送路のうち３つに、遅延部１２ａ〜１２ｃのいずれかが挿入されている。遅延部１２ａの遅延量はΔｔであり、遅延部１２ｂの遅延量は２Δｔであり、遅延部１２ｃの遅延量は３Δｔである。このように、４つ伝送路における遅延量がΔｔずつ異なっている。Δｔは、シンボルレートｆｓに応じて設定され、一例として１／（Ｍ×ｆｓ）［ｓ］に設定してある。本実施例においては、遅延部１２ａは光変調部３０ｂが挿入された光伝送路に挿入され、遅延部１２ｂは光変調部３０ｃが挿入された光伝送路に挿入され、遅延部１２ｃは光変調部３０ｄが挿入された光伝送路に挿入されている。合成器１３は、上記４つの伝送路の光信号を合成して出力する光カプラである。
【００１７】
光送信機１００に入力された入力データ信号は、入力電気波形生成部２０に入力される。入力電気波形生成部２０は、例えば、デジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor）、書換え可能論理回路（Field Programmable Gate Array）、専用ＬＳＩ（Application Specific Integrated Circuit）などからなる。入力電気波形生成部２０は、光変調部３０ａ〜３０ｄでの変調対象となる光信号に対して電気領域前置補償を行うデジタル処理部である。
【００１８】
本実施例においては、入力電気波形生成部２０は、電気領域前置補償として、変調後の光信号に対する線形予等化および非線形予等化のうち少なくともいずれか一方を行った光信号の電界を計算する。また、入力電気波形生成部２０は、変調後の光信号に対して偏波の回転を付加する電界を計算する。さらに、入力電気波形生成部２０は、上記電界に対応する光信号の周波数帯域のＭ倍（１以上の整数）の周波数でサンプリングする。また、入力電気波形生成部２０は、サンプリングによって得られたサンプル値を１：Ｎに並列化して、光変調部３０ａ〜３０ｄのそれぞれに入力する。
【００１９】
各光変調部３０ａ〜３０ｄは、入力電気波形生成部２０で生成された電気信号に応じて、パルス光源１０からの出力光を変調する。遅延部１２ａ〜１２ｃおよび合成器１３は、各光変調部３０ａ〜３０ｄによって得られた変調信号に対して時分割多重を行う。本実施例においては、Δｔずつ時分割された４つの変調信号が多重化される。時分割多重後の光信号は、光ファイバ等の伝送路を介して光受信機に送信される。
【００２０】
以下、各機器の詳細について説明する。図２は、入力電気波形生成部２０の詳細を説明するためのブロック図である。図２を参照して、入力電気波形生成部２０は、予偏波回転器２１および予等化器を含む。予等化器は、Ｘ偏波用の線形予等化器２２ａ、Ｙ偏波用の線形予等化器２２ｂ、および非線形予等化器２３を含む。図２のように、予等化器は、複数設けられていてもよい。
【００２１】
予偏波回転器２１は、互いに直交する２つの偏波成分ごとのデータである入力信号（Ｅｘ０，Ｅｙ０）に対して、例えば下記式（１）のように信号変換処理を行う。式（１）の信号変換処理によって、入力信号（Ｅｘ０，Ｅｙ０）が（Ｅｘ，Ｅｙ）に変換される。式（１）では変調用の入力信号が（Ｅｘ０，Ｅｙ０）から（Ｅｘ，Ｅｙ）に変換されることから、光変調部３０ａ〜３０ｄにおける変調によって得られる光信号からみれば、予偏波回転器２１は、光信号の送信電場を変換していることになる。
【００２２】
【数１】
【００２３】
なお、式（１）においては、入力信号の値を、角速度ωｒｔで回転（スクランブル）させている。なお、ωｒは、２π・ｆｓ／Ｋである。Ｋは、Ｋ＞０を満たす任意の実数である。この場合、偏波回転周波数は、ｆｓ／Ｋとなる。図３（ａ）は、予偏波回転器２１によって偏波回転された光信号の一例を表している。
【００２４】
線形予等化部２２ａは、予偏波回転器２１にて上述の偏波スクランブルが行なわれた結果の送信電場信号Ｅｘ（＝ＸＩ＋ｉ・ＸＱ）について、光送信機１００から送信される光信号の伝送路の線形特性に応じた予等化を行う。なお、ＸＩはＸ偏波のＩ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）成分であり、ＸＱはＸ偏波のＱ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）成分である。同様に、線形予等化部２２ｂは、予偏波回転器２１にて上述の偏波スクランブルが行なわれた結果の送信電場信号Ｅｙ（＝ＹＩ＋ｉ・ＹＱ）について、光送信機１００から送信される光信号の伝送路の線形特性に応じた予等化を行う。ここで、ｉは虚数単位である。線形予等化部２２ａ，２２ｂにおける予等化処理量は、予め伝送路の線形特性について測定しておいてその測定結果に応じて定めておくことができる。
【００２５】
非線形予等化部２３は、線形予等化後の送信電場信号Ｅｘ，Ｅｙについて、光送信機１００から送信される光信号の伝送路の非線形特性に応じた予等化を行う。なお、非線形予等化部２３での予等化処理量については、予め測定された伝送路の非線形特性に応じて定めておくことができる。図３（ｂ）は、線形予等化部２２ａ，２２ｂおよび非線形予等化部２３によって予等化されたデータＥｘ，Ｅｙに対応する光信号を表している。
【００２６】
サンプラー／並列化部２４は、線形予等化部２２ａ，２２ｂおよび非線形予等化部２３によって予等化されたデータＥｘ，Ｅｙに対応する光信号に対して、その光信号の周波数帯域のＭ倍の周波数でサンプリングを行う。図３（ｃ）は、サンプラー／並列化部２４によるサンプリングを表す。図中の○印がサンプリング点を表している。サンプラー／並列化部２４は、サンプリングしたサンプル値を、１：Ｎ（分岐器１１による分岐数）に並列化して出力する。サンプラー／並列化部２４の出力データは、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換部２５によってアナログ信号に変換される。なお、Ｄ／Ａ変換部２５は、並列化されたデータのそれぞれのＸＩ成分，ＸＱ成分，ＹＩ成分，ＹＱ成分に対してデジタル／アナログ変換するとともに増幅し、変調器３０ａ〜３０ｄの駆動信号として出力する。
【００２７】
図４は、光変調部３０ａの詳細を説明するための図である。図４を参照して、光変調部３０ａは、光変調器３１ａ，３１ｂおよび偏光ビームカプラ（ＰＢＣ：Polarization Beam Coupler）３２を含む。光変調部３０ａに入力された光信号は光変調部３０ａ内で分岐して、光変調器３１ａと光変調器３１ｂとに入力される。
【００２８】
光変調器３１ａには、入力電気波形生成部２０から、ＸＩ成分およびＸＱ成分が入力される。光変調器３１ａは、ＸＩ成分およびＸＱ成分に基づいて、パルス光源１０から出力される光信号を変調する。光変調器３１ｂには、入力電気波形生成部２０から、ＹＩ成分およびＹＱ成分が入力される。光変調器３１ｂは、ＹＩ成分およびＹＱ成分に基づいて、パルス光源１０から出力される光信号を変調する。偏光ビームカプラ３２は、光変調器３１ａによって出力された変調光と光変調器３１ｂによって出力された変調光とを、互いに直交する偏波成分で合成する。光変調部３０ｂ〜光変調部３０ｄは、光変調部３０ａと同様の構成を有する。
【００２９】
データＥｘ，Ｅｙに相当する駆動信号で変調される光信号は、入力信号Ｅｘ０，Ｅｙ０が光変調部３０ａで変調される場合と比較すると、偏波状態がスクランブルされている。このように、入力電気波形生成部２０におけるデジタル信号処理を通じて、光送信機１００から送信される光信号についての偏波スクランブルが実現されている。
【００３０】
遅延部１２ａは、光変調部３０ｂによって変調された光信号に対して、Δｔの遅延量を付加する。遅延部１２ｂは、光変調部３０ｃによって変調された光信号に対して、２Δｔの遅延量を付加する。遅延部１２ｃは、光変調部３０ｄによって変調された光信号に対して、３Δｔの遅延量を付加する。それにより、合成器１３は、各光変調部３０ａ〜３０ｄによって得られた変調信号に対して時分割多重を行うことができる。
【００３１】
本実施例に係る光送信機１００においては、電気領域前置補償を行った光信号電界が並列化され変調後の光信号が時分割多重化されることから、所要周波数帯域幅が１／Ｎに削減される。また、高速動作する電子デバイスを用いずに高シンボルレートの光信号を生成することができる。さらに、高速な偏波回転を付加することができるため、ＰＤＬ（Polarization Dependent Loss）による伝送劣化を抑制することができる。また、時分割多重において、隣合うタイムスロットの光信号の偏波が同一でなくなるため、チャネル内非線形相互作用を抑制することができる。
【００３２】
図５は、光送信機１００から送信される光信号を受信するための光受信機２００の全体構成を説明するためのブロック図である。図５を参照して、光受信機２００は、分岐器１４、局発パルス光源１５、分岐器１６、遅延部１７、コヒーレント受信フロントエンド４０ａ〜４０ｄ、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部５０、および処理部６０を含む。
【００３３】
分岐器１４は、受信した光信号を、コヒーレント受信フロントエンドの個数分に分岐する。図５においては、分岐器１４は、受信した光信号を４つに分岐し、コヒーレント受信フロントエンド４０ａ〜４０ｄのそれぞれに入力する。局発パルス光源１５は、コヒーレント受信フロントエンド４０ａ〜４０ｄにおける光検波に用いる局部発信光を出力する光源である。本実施例においては、局発パルス光源１５は、所定の繰り返し周波数を有するパルス光を出力する。局発パルス光源１５として、変調器一体型の半導体レーザ等を用いることができる。
【００３４】
分岐器１６は、局発パルス光源１５から受信した光信号を、コヒーレント受信フロントエンドの個数分に分岐する。図５においては、分岐器１６は、受信した光信号を４つの伝送路（第１伝送路〜第４伝送路）に分岐する。遅延部１７は、分岐器１６の出力光に遅延量を設定する。遅延部１７は、各分岐伝送路の遅延量を、入力光信号の１シンボルずつ異なるように設定する。具体的には、例えば、第２伝送路の遅延量を１シンボル、第３伝送路の遅延量を２シンボル、第４伝送路の遅延量を３シンボルに設定する。遅延部１７によって遅延量が設定された光信号は、それぞれコヒーレント受信フロントエンド４０ａ〜４０ｄに入力される。
【００３５】
図６は、コヒーレント受信フロントエンド４０ａの詳細を説明するためのブロック図である。コヒーレント受信フロントエンド４０ｂ〜４０ｄは、コヒーレント受信フロントエンド４０ａと同様の構成を有する。図６を参照して、コヒーレント受信フロントエンド４０ａは、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４１，４２、９０°ハイブリッド４３ａ，４３ｂ、および光電変換器４４ａ〜４４ｄを含む。偏光ビームスプリッタ４１，４２、および９０°ハイブリッド４３ａ，４３ｂは、コヒーレント受信フロントエンド４０ａが伝送路から受信する光信号の検波部として機能する。
【００３６】
偏光ビームスプリッタ４１は、分岐器１４から伝送路を介して受信される信号を、直交する２つの偏波成分に分離し、一方を９０°ハイブリッド４３ａに入力し、他方を９０°ハイブリッド４３ｂに入力する。偏光ビームスプリッタ４２は、分岐器１６を介して入力される局部発振光を、２つの直交する偏波成分に分離し、偏光ビームスプリッタ４１が導く光信号に対応した偏波成分を、それぞれ９０°ハイブリッド４３ａ，４３ｂに入力する。９０°ハイブリッド４３ａは、伝送路からの偏波成分についてそれぞれ局部発振光の受信タイミングで検波し、Ｉ成分およびＱ成分の検波光として出力する。したがって、９０°ハイブリッド４３ａは、直交する一方の偏波成分（例えばＸ成分）について、Ｉ成分およびＱ成分の検波光として出力する。同様に、９０°ハイブリッド４３ｂは、他方の偏波成分（例えばＹ成分）について、Ｉ成分およびＱ成分の検波光として出力する。
【００３７】
光電変換器４４ａ〜４４ｄは、それぞれＩ成分およびＱ成分からなる２つの偏波成分ごとの光に対して、それぞれ光電変換を行う。本実施例においては、光電変換器４４ａは、Ｘ偏波のＩ成分に対して光電変換を行う。光電変換器４４ｂは、Ｘ偏波のＱ成分に対して光電変換を行う。光電変換器４４ｃは、Ｙ偏波のＩ成分に対して光電変換を行う。光電変換器４４ｄは、Ｙ偏波のＱ成分に対して光電変換を行う。
【００３８】
アナログ／デジタル変換部５０は、光電変換器４４ａ〜４４ｄに対応してアナログ／デジタル変換器を備える。各アナログ／デジタル変換器は、それぞれ、光電変換器４４ａ〜４４ｄの出力電流をデジタル信号に変換し、処理部６０に入力する。処理部６０は、波形等化部、復号部、誤り訂正部等を含み、入力されたデジタル信号を処理する。
【００３９】
続いて、コヒーレント受信フロントエンドの個数について説明する。コヒーレント受信フロントエンドの個数は、入力電気波形生成部２０の予偏波回転器２１における偏波回転周波数ｆｓ／Ｋに応じて決定される。具体的には、コヒーレント受信フロントエンドの個数を、Ｋ個に設定する。さらに、局発パルス光源１５の繰り返し周波数を、ｆｓ／Ｋ［Ｈｚ］に設定する。すなわち、局発パルス光源１５の繰り返し周波数と予偏波回転器２１における偏波回転周波数とを同一に設定する。また、パルスのデューティ＜１／Ｋとする。この場合、光受信機２００が受信する光信号を１：Ｋに光時分割多重分離させることができる。それにより、光送信機１００で付加した高速偏波回転を相殺するための高速動作デバイスを用いなくてもよい。
【００４０】
したがって、偏波回転を相殺するためには、「Ｋ」は２以上の整数に設定される。さらに、光信号を１：Ｋに光時分割多重分離させるためには、コヒーレント受信フロントエンドの個数は、Ｋ個に設定される。図６の例は、光時分割多重分離数が「４」に設定されている。このように、図５および図６の例では、「Ｋ」は、光時分割多重分離数のことを意味する。
【実施例２】
【００４１】
図７は、実施例２に係る光送受信機３００の全体構成を説明するためのブロック図である。図７を参照して、光送受信機３００は、実施例１に係る光受信機２００および光送信機１００を含むとともに、繰り返し周波数変換器７０を含む。この光送受信機３００は、各局等に配置される。それにより、光受信機２００が受信した光信号は、所定の処理を施された後に光送信機１００から送信される。
【００４２】
光送信機１００において、パルス光源１０と分岐器１１との間に、分岐器１８が挿入されている。分岐器１８は、パルス光源１０の出力光を分岐して、一方を分岐器１１に出力するとともに、他方を繰り返し周波数変換器７０に出力する。繰り返し周波数変換器７０は、パルス光源１０の出力光の繰り返し周波数を所望の値に変換し、分岐器１６に入力する。
【００４３】
パルス光源１０の繰り返し周波数がＭ×ｆｓ／Ｎ［Ｈｚ］に設定してあり、かつ、パルス光源１０のパルスのデューティがＭ／Ｎ未満に設定してあるとする。この場合において下記式（２）、（３）、（４）のいずれかが成立すると、光受信機２００において光信号が１：Ｋに光時分割多重分離する。このようにすることで、パルス光源１０の出力光を、光変調および偏波回転相殺の両方に共通して用いることができる。
Ｋ ＝ Ｍ／Ｎ （２）
Ｋ×Ｍ／Ｎ ＝ ２ｍ（ｍは自然数） （３）
Ｋ×Ｍ／Ｎ ＝ １／２ｎ（ｎは自然数） （４）
【００４４】
図８は、各パラメータの具体的数値を記入した例を説明するための図である。図８を参照して、入力データのシンボルレートｆｓを５０Ｇｓｙｍｂｏｌ／ｓとする。Ｍ＝２とし、光時分割多重分離数Ｋ＝４とし、光送信機１００における分岐数Ｎ＝４とする。この場合、パルス光源１０の繰り返し周波数Ｍ×ｆｓ／Ｎ［Ｈｚ］は、２５ＧＨｚとなり、パルスのデューティは１／２未満となる。周波数帯域は２５ＧＨｚとなる。また、繰り返し周波数Ｍ×ｆｓ／Ｎは、１２．５ＧＨｚとなる。
【００４５】
図９（ａ）および図９（ｂ）は、繰り返し周波数変換器７０の例について説明するための図である。パルス光源１０の繰り返し周期をＴとする。図９（ａ）は、繰り返し周波数変換器７０において繰り返し周期をＴ／２に変換する場合の構成例を説明するための図である。すなわち、図９（ａ）は、繰り返し周期が２倍に変換される例を表している。
【００４６】
図９（ａ）を参照して、繰り返し周波数変換器７０は、２つの分岐伝送路を備え、一方の伝送路には偏波制御器７１および光レベル調節器７２を備え、他方の伝送路にはＴ／２遅延器７３、偏波制御器７１、および光レベル調節器７２を備える。この場合、Ｔ／２遅延器７３を備える伝送路においては、光信号がＴ／２だけ遅延する。したがって、これらの２つの分岐伝送路を伝送する光を光カプラで合成することによって、繰り返し周波数を２倍にすることができる。
【００４７】
図９（ｂ）は、繰り返し周波数変換器７０において繰り返し周期をＴ／４に変換する場合の構成例を説明するための図である。すなわち、図９（ｂ）は、繰り返し周期が４倍に変換される例を表している。図９（ｂ）を参照して、繰り返し周波数変換器７０は、４つの分岐伝送路を備え、第１の伝送路には偏波制御器７１および光レベル調節器７２を備える。繰り返し周波数変換器７０は、第２〜第４の伝送路には、偏波制御器７１および光レベル調節器７２の他に、それぞれＴ／２遅延器７３、Ｔ／４遅延器７４、または３Ｔ／４遅延器７５を備える。この場合、第２伝送路においては光信号がＴ／２だけ遅延し、第３伝送路においては光信号がＴ／４だけ遅延し、第４伝送路においては光信号が３Ｔ／４だけ遅延する。したがって、これらの４つの分岐伝送路を伝送する光を光カプラで合成することによって、繰り返し周波数を４倍にすることができる。
【００４８】
図１０は、繰り返し周波数変換器７０のさらに他の例について説明するための図である。図１０を参照して、繰り返し周波数変換器７０は、クロック信号発生部７６、逓倍器７７、およびスイッチ７８を含む。なお、逓倍器の代わりに分周器が備わっていてもよい。また、スイッチ７８として、ＬＮ変調器、ＥＡ変調器等を用いることができる。図１０の構成においては、クロック信号発生部７６におけるクロックに応じてスイッチ７８をオンオフさせることによって、パルス光源１０が出力するパルスの一部の出力をカットすることができる。それにより、繰り返し周期を整数倍にすることができ、繰り返し周波数を１／整数倍にすることができる。
【００４９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ パルス光源
１１ 分岐器
１２ 遅延部
１３ 合成器
１４ 分岐器
１５ 局発パルス光源
１６ 分岐器
１７ 遅延部
２０ 入力電気波形生成部
２１ 予偏波回転器
２２ 線形予等化器
２３ 非線形予等化器
２４ サンプラー並列化部
３０ 光変調部
４０ コヒーレント受信フロントエンド
１００ 光送信機
２００ 光受信機
３００ 光送受信機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるデジタル信号に対して、電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償部と、
前記前置補償部によって計算された光信号電界を並列化する並列化部と、
前記並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて光信号を変調する複数の光変調部と、
前記複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重部と、を備えることを特徴とする光送信機。
【請求項２】
前記前置補償部は、前記光変調部によって変調された光信号が予等化されるように、前記入力されるデジタル信号に対して信号処理することを特徴とする請求項１記載の光送信機。
【請求項３】
前記光変調部によって変調された光信号に偏波スクランブルが与えられるように、前記入力されるデジタル信号に対して信号処理する偏波回転部を備えることを特徴とする請求項１または２記載の光送信機。
【請求項４】
前記光変調部は、直交する偏波成分ごとに互いに独立した光変調を行う偏波多重変調部であることを特徴とする請求項３記載の光送信機。
【請求項５】
入力されるデジタル信号に対して電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償部と、前記前置補償部によって計算された光信号電界を並列化する並列化部と、前記並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて光信号を変調する複数の光変調部と、前記複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重部と、を備える光送信機と、
前記光送信機から伝送路を介して入力される光信号について、繰り返しパルスからなる局部発振光を用いて検波する検波部を備える光受信機と、を備え、
前記局部発振光の繰り返し周波数と前記光送信機から出力される光信号の偏波回転周波数とが、同一であることを特徴とする光送受信システム。
【請求項６】
前記偏波回転周波数が、前記光送信機に入力されるデジタル信号の周波数を定数Ｋで除した値である場合に、前記光受信機における前記検波部の数が前記Ｋ個であることを特徴とする請求項５記載の光送受信システム。
【請求項７】
前記検波部のそれぞれは、前記送信機に入力されるデジタル信号のシンボルレートずつ異なるタイミングで、検波することを特徴とする請求項６記載の光送受信システム。
【請求項８】
前記Ｋを前記変調器の数で除した値が、２の倍数または２の倍数の逆数であることを特徴とする請求項７記載の光送受信システム。
【請求項９】
入力されるデジタル信号に対して、電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償ステップと、
前記前置補償ステップにおいて計算された光信号電界を並列化する並列化ステップと、
前記並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて複数の光変調器で光信号を変調する光変調ステップと、
前記複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重ステップと、を含むことを特徴とする光送信方法。
【請求項１０】
請求項９の光送信方法によって送信された光信号について、繰り返しパルスからなる局部発振光を用いて検波する検波ステップを含み、
前記局部発振光の繰り返し周波数と前記光送信機から出力される光信号の偏波回転周波数とが、同一であることを特徴とする光送受信方法。
【請求項１】
入力されるデジタル信号に対して、電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償部と、
前記前置補償部によって計算された光信号電界を並列化する並列化部と、
前記並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて光信号を変調する複数の光変調部と、
前記複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重部と、を備えることを特徴とする光送信機。
【請求項２】
前記前置補償部は、前記光変調部によって変調された光信号が予等化されるように、前記入力されるデジタル信号に対して信号処理することを特徴とする請求項１記載の光送信機。
【請求項３】
前記光変調部によって変調された光信号に偏波スクランブルが与えられるように、前記入力されるデジタル信号に対して信号処理する偏波回転部を備えることを特徴とする請求項１または２記載の光送信機。
【請求項４】
前記光変調部は、直交する偏波成分ごとに互いに独立した光変調を行う偏波多重変調部であることを特徴とする請求項３記載の光送信機。
【請求項５】
入力されるデジタル信号に対して電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償部と、前記前置補償部によって計算された光信号電界を並列化する並列化部と、前記並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて光信号を変調する複数の光変調部と、前記複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重部と、を備える光送信機と、
前記光送信機から伝送路を介して入力される光信号について、繰り返しパルスからなる局部発振光を用いて検波する検波部を備える光受信機と、を備え、
前記局部発振光の繰り返し周波数と前記光送信機から出力される光信号の偏波回転周波数とが、同一であることを特徴とする光送受信システム。
【請求項６】
前記偏波回転周波数が、前記光送信機に入力されるデジタル信号の周波数を定数Ｋで除した値である場合に、前記光受信機における前記検波部の数が前記Ｋ個であることを特徴とする請求項５記載の光送受信システム。
【請求項７】
前記検波部のそれぞれは、前記送信機に入力されるデジタル信号のシンボルレートずつ異なるタイミングで、検波することを特徴とする請求項６記載の光送受信システム。
【請求項８】
前記Ｋを前記変調器の数で除した値が、２の倍数または２の倍数の逆数であることを特徴とする請求項７記載の光送受信システム。
【請求項９】
入力されるデジタル信号に対して、電気領域前置補償を行った光信号電界を計算する前置補償ステップと、
前記前置補償ステップにおいて計算された光信号電界を並列化する並列化ステップと、
前記並列化された光信号電界のそれぞれに基づいて複数の光変調器で光信号を変調する光変調ステップと、
前記複数の光変調部から出力された光信号を時分割多重する時分割多重ステップと、を含むことを特徴とする光送信方法。
【請求項１０】
請求項９の光送信方法によって送信された光信号について、繰り返しパルスからなる局部発振光を用いて検波する検波ステップを含み、
前記局部発振光の繰り返し周波数と前記光送信機から出力される光信号の偏波回転周波数とが、同一であることを特徴とする光送受信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−９７２５３（Ｐ２０１１−９７２５３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４７８１６（Ｐ２００９−２４７８１６）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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