专利名称：光发送器以及光传送系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以将光纤等光传送媒体中存在的波长色散，或在该波长色散与非线形光学效果的相互作用下产生的传送质量的劣化控制在最小限度的光发送器以及光传送系统。
本申请是以日本No.2001-199467专利申请为基础的，在此可参考相关的内容。
现有技术以将光纤等传送媒体中存在的波长色散，或，在该波长色散和非线形光学效果的相互作用下产生的传送质量劣化控制在最小限度的为目的，并用相位调制方法的RZ(Return-to-Zero)光强调制码被提出来。
例如，文献1(Y.Miyamoto et.al.“Duobinary carrier-suppressed return-to-zero format and its application to100GHz-spaced 8×43-Gbit/s DWDM unrepeatered transmissionover 163km”，Tech.Digest of OF C2001，paper TuU4，2001)中，将2模式拍信号用光双二进制码进行调制的Duobinary Carrier-Suppressed Return-to-Zero(DCS-RZ)码，有关此项技术曾有公开。
图41，是为说明使用了以上DCS-RZ码的光发送器的以往结构的引用图。
图41中，第1推挽型马赫-策恩德尔(MZMach-Zehndor)光强调制器91，无调制时为使透过率为零而加了直流偏压，被1/2分频器92产生的传送速度为1/2频率的正弦波电信号互补驱动。
从载波频率为f0的光源单一纵模式LD90输出的CW光，在MZ光强调制器91的频率递倍功能和相位调制功能作用下强度以及相位同时被调制，反复、生成频率B的2模式拍信号。这里B为传送速度。
在第2MZ光强调制器93，2模式拍信号，被以光双二进制码数据调制。输入NRZ(Non-Return-to-Zero)信号，被由逻辑反相电路94和，“异”电路95和，1比特延迟电路96构成的预编码器电路97转换为预编码NRZ码，差分输出。
差分预编码NRZ码，在基带放大器98被放大之后，由3dB频带B/4的低通滤波器(LPF99)转换为互补的3值电双二进制码。第2MZ光调制器93，在无调制时为使透过率为零而加了直流偏压，被互补的3值的电双二进制码调制，生成DCS-RZ光调制码。
图42，图43所示的是现有技术的动作例。图42(a)为，由2值NRZ信号发生部103生成的2值NRZ信号输入。图42(b)为，以2值NRZ信号作为输入时的逻辑反相电路94的输出NRZ数据信号。图42(c)以输出NRZ数据信号作为输入信号时的预编码电路97的正相输出信号，在输入NRZ信号每次输入空白位时逻辑进行反相的动作。图42(d)为，以预编码信号为输入的时的LPF99的输出波形。
作为逻辑信号，图41，如码100所示，与由1比特延迟电路101和逻辑和电路102构成的动作相同。由于LPF99的频带限制功能，生成了用粗实线表示的互补的3值电双二进制信号。
图42(e)，是以来自光源LD90的CW光信号为输入在第1Z光强调制器91被调制的2模式拍光信号的电场波形，按每比特相位作π反相的反复频率与传送速度相等的光脉冲列。该2模式拍光信号，被以图42(d)的3值电双二进制信号调制，产生如图42(f)所示的DCS-RZ码。具有按每个标记位相位反相的特征，可知其已经成为RZ强度调制数据光信号。
图43(a)为从第1MZ光强调制器91输出的2模式拍信号。光载波信号成分f0被抑制，光频率fb±B(B为传送速度)中频率间隔B的2个纵模式产生。2个纵模式在第2MZ光调制器93分别被光双二进制码调制。
该结果，如图43(b)所示，生成的DCS-RZ光信号的光调制光谱，光双二进制信号调制光谱在光频率f0±B中并存有2个，载波成分成为完全被抑制的光调制光谱，光调制频带也被狭窄化为2B左右。为此，对波长色散的容差与现有的RZ相比，达到2倍。
本码为抑制对光双二进制码的光非线形效果的劣化，在抑制光调制频带的扩大的同时实现RZ编码。为此作为调制码适用于高密度波长复用传送系统。
另外，作为光传送码，使用了2值RZ强度调制码。当把这些作为波长复用系统来考虑时，则依不同的信号图案，从其他的信道接收的相互相调制的光信号相位变化也不同，有时由于波长色散等造成系统性能劣化。以改善为目的，宫野等人，在参考文献2(“Suppression ofdegradation induced by SPM/XPG+GVM transmission using abit-synchronous intensity modulated DPSK signal，T.Miyano，M.Fukutoku，K.Hattori Digest of OECC2000，Makuhari，paper14D3-3，pp.580-581，2000”)中提出了RZ编码的相位调制信号。
如上所述，在应用了并用相位调制的RZ光强调制码的现有的光发送器以及光传送系统中，一般需要涉及强度调制、相位调制、脉冲调制的各个光调制器，这些光调制器被多级级联。为此，调制部处会增加插入损失，调制部输出处光输出功率降低。为此，存在着光信号夹杂的杂音增加，光发送部输出处SN比劣化的问题点。
另外在将传送速度高速化时，有必要对被多级连接的各调制器的调制相位进行精密控制，为了补偿热特性等造成的相位漂移，有必要对该部分进行稳定的相位控制的。所以，控制电路等复杂化的问题也就显现出来了。
况且，现有的波长复用系统中，特别是，信道数增加的情况时，有必要在各信道搭载2个以上的光调制器，所以部件点数增多，存在着光发送器、或使用了这些的光传送系统的成本加大的缺点。
此外，使用了现有的DCS-RZ码的RZ光发送器以及光传送系统中，通过数据作强度和相位调制的光双二进制编码部中，依存于传送速度、需要产生3值的光电信号转换信号的基带模拟处理电路(图41所示LPF99)。
然而，传送速度高速化的情况时，该部分的实现逐渐地变得困难。为了抑制3值的双二进制电信号的波形失真，首先要抑制在LPF99的阻带造成的反射波形劣化。对此，在高频率带作理想的电实装变得困难，特别是将滤波器的阻止域的反射波作终端比较困难。另外，在实现电滤波器的理想的滚降特性时、随着传送速度高速化会发生传送线路及滤波器的频率依存损失及频散，产生波形失真。为此存在着波形的补偿也会变得困难这一问题。
另外，现有的RZ化PSK信号，考虑波长复用系统的情况时，为实现抑制相互相位调制，其光调制频带扩展到传送速度的4倍左右，考虑波长复用系统的0.4bit/s/Hz以上的高密度化时，会出现串音造成传送质量劣化的问题。另外，现有技术中考虑高速化时，须将输入到调制器的基带信号作高速化处理。
然而，伴随着传送速度的上升，一般会出现电子装置的耐压下降的趋向，存在着调制器驱动等大振幅动作实现困难的缺点。况且，对预编码电路而言其高速动作的实现也变得困难，每在传送速度上升时、有必要改变设计制造。
本发明是为解决以上课题而实施的，目的是提供通过并用了相位调制的RZ光强调制码的利用，使光调制器的低损失化，高速化容易实现，另外，通过将以往使用基带模拟处理电路来实施的功能在光载波频率区域实行而使模拟信号处理高速化，并且，通过把利用的电信号全部作2值NRZ码处理，使驱动电路等放大电路容易实现的光发送器以及光传送系统。
此外，其目的还在于提供通过使光滤波器带有周期性而使波长复用信号的一并转换成为可能，或通过利用无源滤波器而可省略有源高速信号处理的同步功能，采用了并用相位调制的RZ光强调制码的光发送器以及光传送系统。
发明内容
本发明的概要，并没有将必要的特征全部列举出来，因此这些特征群的变形也能成为发明。
本发明的光发送器具备，光源；输入NRZ信号的预编码单元；由通过上述预编码单元生成的预编码NRZ信号或差分预编码NRZ信号进行光相位调制的光相位调制单元；输出端子，从上述输出端子输出包含多个双二进制光信号成分的载波被抑制的RZ光信号。
另外，本发明的光发送器还具备，光源；生成作为NRZ信号每当标记位被输入时逻辑反相的差分预编码NRZ信号的预编码单元；把由上述光源生成的单一纵模式光信号通过由上述预编码单元生成的差分预编码NRZ信号进行光相位调制的光相位调制单元；把通过上述光相位调制单元生成的光相位调制信号转换为RZ光强调制信号的光滤波器单元。
而且，本发明的光发送器还具备，产生与数据信号同步，并且，具有数据传送速度的整数倍的频率间隔的相互同步的2个纵模式信号的2模式拍脉冲光源；光发送器的强度调制输出信号为实现与输入NRZ信号相同逻辑而进行码转换的预编码单元；把由上述2模式拍脉冲光源生成的光脉冲列信号，通过由上述预编码单元生成的预编码NRZ信号进行光相位调制的光相位调制单元。
本发明的光传送系统具备，由光源、输入NRZ信号的预编码单元、由从上述预编码单元生成的预编码NRZ信号或差分预编码NRZ信号进行光相位调制的光相位调制单元、输出端子构成，从上述输出端子把载波被抑制了的RZ光信号作为光传送信号来输出的光发送器；配备在发送器或接收器的某一方的光相位调制信号/光强调制信号转换单元；将上述RZ光传送信号作为光强调制信号进行解调·检波，转换为电信号的光接收器。
另外，本发明的光传送系统还具备，由生成作为NRZ信号每当标记位被输入时逻辑反相的差分预编码NRZ信号的预编码单元、将由光源生成的单一纵模式光信号或2模式脉冲光源通过由上述预编码单元生成的差分预编码NRZ信号进行光相位调制的光相位调制单元、把由上述光相位调制单元生成的光相位调制信号转换为RZ光强调制信号的光滤波器单元组成的光发送器；传送由上述发送器发送输出的RZ光强调制信号的光传送媒体；通过上述光传送媒体，接收由上述发送器发送输出的RZ光强调制信号，并直接检波转换为基带电信号的光接收器。
而且，本发明的光传送系统还具备，由作为NRZ信号为使光发送器的输出光强信号与输入NRZ信号相同逻辑而进行输入NRZ信号的码转换的预编码单元、把通过由光源生成的单一纵模式光信号或由2模式拍脉冲光源生成的光脉冲列信号的某一方，通过由上述预编码单元生成的差分预编码NRZ信号进行光相位调制的光相位调制单元组成的光发送设备；传送由上述光发送器发送输出的伴随RZ光强调制的相位调制信号的光传送媒体；接收通过上述光传送媒体由上述光发送器发送输出的RZ光强调制信号，在通过转换为光强调制信号的光滤波器单元后，直接检波并转换为基带电信号的光接收器。
以上结构中，通过预编码单元将基带数据输入信号预先进行预编码，通过相位调制单元利用预编码信号进行相位调制，将在此生成的相位调制光信号通过光滤波器单元转换为伴随相位调制的RZ强度调制信号。作为相位调制单元，例如利用差分相移键控(DPSK(Differential phase Shift Keying))生成被编码的DPSK相位调制信号，通过配置在DPSK光调制信号单元的后级的光滤波器单元，进行相位调制信号-RZ强度信号转换。
作为上述的光滤波器单元如果利用光周期滤波器，则可按光滤波器的宽带性对波长复用信号进行一并处理，不必按每个信道利用光滤波器单元。为此，在信道数多的大容量波长复用系统中，部件点数的大幅削减成为可能，光发送器的成本低廉化成为可能。另外，通过利用无需高速信号的无源滤波器，调制器间的信号相位的精密控制就不需要了。
特别是，作为相位调制单元，通过利用将上述单一纵模式光信号由预编码NRZ信号进行差分相移键控调制的马赫-策恩德尔光强调制器，作为电信号可只利用2值NRZ信号，容易实现基带信号处理，削减光调制器的个数。另外，可将以往在基带进行的模拟处理功能，采用光滤波器用在无源光载波频率带的信号转换来实现，由此可实现理想的模拟处理功能，滤波器处理中反射特性的改善和传送特性的宽带化成为可能。
另外，作为本发明的光传送系统的其他实施方式，是将相位调制/RZ强度调制转换的光滤波器配置在光通信系统的接收侧，作为传送码采用利用相位调制把其强度相位调制了的RZ脉冲。由此，抑制波长复用传送时由于相互相位调制等非线形串音造成的传送质量劣化，与现有技术相比较可压缩光调制频带，以达到波长复用系统的高密度化。
作为本发明的光传送系统的其他实施方式，以串行n级连接的相位调制器构成相位调制部。由此，利用基带信号处理速度B’的调制器驱动或预编码电路，可发生传送速度B＝nXB’的n时分复用的伴随RZ强度调制的相位调制数据光信号或伴随相位调制的RZ强度数据光信号。
这些被复用化了的信号，均为频带压缩了的RZ信号，与现有技术相比较，可用简单的结构构成高密度的波长复用系统。
另外，作为本发明中发送器或光传送系统的预编码单元的另外的实施方式，通过用n个信号处理速度B’的预编码电路、使该预编码电路的n个输出信号延迟的延迟单元和取n个被延迟的输出信号的“异”的“异”电路来构成，可生成传送速度B＝nXB’的n时分复用了的预编码信号，进而容易地实现高速化。
如上说明依照本发明，为了实现利用了并用相位调制的RZ光强调制码的光发送器以及光传送系统的高速化，通过用生成作为NRZ信号每当标记位被输入时逻辑反相的差分预编码NRZ信号的预编码单元、把由光源生成的单一纵模式光信号，通过由预编码单元生成的差分预编码NRZ信号进行光相位调制的光相位调制单元和把由光相位调制单元生成的光相位调制信号转换为RZ光强调制信号的光滤波器单元构成光发送器，光调制器的低损失化、高速化均变得容易。
另外，通过把目前利用基带模拟处理进行的功能在光载波区域进行，实现模拟信号转换处理的高速化，而且，将使用的电信号全部作2值NRZ码处理，由此驱动电路等放大电路的实现变得容易。
另一方面，提供通过使光滤波器具有周期性，波长复用信号的一并转换成为可能，或通过利用无源滤波器，可省略活动的高速信号处理的同步功能，利用了并用相位调制的RZ光强调制码的光发送器和光传送系统。
另外，按本发明，利用光滤波器的排列处理功能可实现从波长复用信号的相位调制信号向强度调制信号转换的一并转换。况且，通过对2模式拍脉冲信号进行相位调制，作为传送码可利用占空度一定的RZ相位调制码或强度调制码，光信号频带可实现狭窄化，在提高波长复用系统的频率利用效率的同时提高针对由于非线形效果造成的传送质量劣化的容差。
另外，通过在接收侧进行光信号频带的狭窄化，可提高波长色散容差。并且，就高速复用化而言，预编码电路、调制器，调制器驱动器即使不高速化也可实现。
图1表示本发明光发送器的一实施方式模块图。
图2表示图1所示的光发送器的各模块内部结构图。
图3是为说明图2所示MZ光调制器动作的引用图。
图4是为详细说明图1，图2所示的本发明实施方式动作的引用图。
图5是为说明图2所示点A中光调制光谱的引用图。
图6是为说明图2所示点B中光调制光谱的引用图。
图7是为说明将图2所示的光相位调制部用其他结构实现时动作的引用图。
图8表示图2所示光滤波器部的其他实施方式图。
图9是为说明本发明中光传送系统的一实施方式的引用图。
图10是为说明本发明中光传送系统的实验系统的引用图。
图11是为说明图10所示实验系统动作的引用图。
图12是为说明本发明中光传送系统的其他实施方式的引用图。
图13是为说明本发明中光传送系统的另外其他实施方式的引用图。
图14表示利用了图13所示的光发送器的光传送系统的一的实施方式图。
图15是对图13、图14所示的光发送器以及光传送系统的动作利用各部的波形进行说明的图。
图16是对图13、图14所示的光发送器以及光传送系统的动作利用各部的光谱进行说明的图。
图17表示利用图13所示的光发送器的光传送系统的第2实施方式图。
图18是对图17所示的光发送器以及光传送系统的动作利用各部的波形进行说明的图。
图19是对图17所示的发送器以及光传送系统的动作利用各部的光谱进行说明的图。
图20表示本发明中光发送器的另外其他实施方式的模块图。
图21表示利用了图20所示光发送器的光传送系统的一实施方式模块图。
图22是为说明图21的光传送系统中光接收器的结构例的引用图。
图23是对图20的光传送系统中使用的光接收器，根据光信号谱说明波长色散容差的扩大效果的引用图。
图24是对图20的光传送系统中使用的光接收器，根据光信号谱说明波长色散容差的扩大效果的引用图。
图25表示图23、图24所示光接收器结构的一例图。
图26是为说明图25所示接收器动作的引用图。
图27表示在本发明利用的光滤波器的传递函数的偏振波无依存化结构的一例图。
图28是为说明基于图27所示结构的实验结果的引用图。
图29是为说明在本发明利用的预编码部和相位调制部的内部结构的引用图。
图30是为说明图29所示预编码部和相位调制部动作的引用图。
图31是为说明在本发明利用的预编码部的其他结构的引用图。
图32是为说明本发明光传送系统的效果的引用图。
图33表示为说明本发明光传送系统的效果而引用的计算结果图。
图34是为说明本发明光传送系统的另外其他实施方式的引用图。
图35是为说明图34所示光发送器的内部结构的引用图。
图36是为说明图34、图35所示的本发明实施方式动作的引用图。
图37是为说明本发明光传送系统的另外其他实施方式的引用图。
图38是为根据光信号谱说明图37所示的光传送系统动作的引用图。
图39是为说明在图37的光传送系统使用的光接收器的其他实施方式的引用图。
图40是为根据光信号谱说明图37所示光传送系统动作的引用图。
图41是为说明现有的光发送器结构的引用图。
图42是为说明图41所示现有的光发送器动作的引用图。
图43是为说明图41所示现有的光发送器的光调制光谱的引用图。
实施方式以下的实施例不限定涉及权利要求的发明，另外，实施例中说明的特征的组合不限于全部的发明解决单元所必须之物。
图1所示的是本发明中光发送器的一实施方式模块图。图1中，从NRZ信号发生部1输出的2值NRZ电信号，输入到预编码部2。在预编码部2进行信号处理以使光发送器输出与被输入的NRZ信号一致。在预编码部2生成的差分预编码NRZ信号按需要放大，输入到光相位调制部3。
从光源4(LD；Laser Diode)发出的单一纵模式CW光信号，在光相位调制部3进行了适当的相位调制后，被输入到将光相位调制信号转换为RZ强度调制信号的光滤波器部5。光滤波器部5的输出根据需要进行光放大，以规定的光功率作为本发明光发送器的输出信号生成输出。
图2所示的是图1中所示的光发送器的各模块的详细结构。图中，与图1所示模块标为同一号码的模块，与图1所示的内容相同。
从NRZ信号发生部1输出的NRZ电信号，被输入到预编码部2。预编码部2，由“异”电路(EXOR21)、1比特延迟电路22和差分输出电路23构成。预编码部2与现有的预编码部97(图16)的不同点在于无数据输入信号的逻辑反相电路94。
在图2所示预编码部2，进行差分编码处理，每当标记位被输入到输入NRZ信号时逻辑反相的差分预编码编码NRZ信号被差分输出。该差分编码NRZ信号输入到光相位调制部3，在光相位调制部3于基带放大器31处根据需要放大，供给到MZ光强调制器32。
图3是为说明图2所示MZ光强调制器32动作的引用图。如图3所示，由预编码部2生成的差分编码NRZ信号，被等振幅放大，理想状态是被放大到各自的MZ光强调制器32的半波长电压的程度。这里，MZ光强调制器32的直流偏压是在无调制时为满足透过率零(transmission-null)的条件而被偏压。
将说明返回到图2，按以上的动作条件，MZ光强调制器32，生成输出DPSK(Differential Phase Shift Keying)编码了的DPSK光信号。DPSK光信号，输入到构成光滤波器部5的阻带中心与DPSK光信号的光载波频率一致的马赫-策恩德尔干扰型(MZI)光滤波器。MZI光滤波器，由配置在输入端子51、交叉输出端子55的3dB方向性结合器(52，53)和延迟量τ(s)的光延迟元件54构成。将输入到通过式端子55的光信号(输入光信号电场)作为Ein时，MZI光滤波器的输出光电场，被以下式给出E(t)＝(Ein/2)·exp{-j(ωτ+φ)/2}·sin((ωτ+φ)/2)(式1)
这里，E0为振幅，ω为光频率，τ为光延迟元件54的延迟量，φ为马赫-策恩德尔光滤波器内的2个导波路中的光信号的相对相位。
图4是为详细说明本发明实施方式动作的引用图。在这里，表示使延迟元件的延迟量τ与T0/2(T0＝1/BB为传送速度)相等的情况。
图4(a)为，输入NRZ基带电信号(2值)，图4(b)为，以(a)为输入的情况时的预编码部2的输入预编码NRZ基带电信号。图4(c)为由该预编码NRZ信号，在MZ光强调制器32被调制，生成的DPSK光调制信号。图4(d)为，由光延迟元件54延迟的MZI光滤波器的C点(图2)处的DPSK光信号，图4(e)为，MZI光滤波器的B点处的DPSK光信号(马赫-策恩德尔干扰型光滤波器输出信号)。点线为逻辑意义上的电场包络，实线为在预编码NRZ电信号上加了频带限制的进行了光相位调制的情况时的DPSK光信号。另外，图4(f)为直接检波波形。
此外，图4(e)所示的是，由上述的(式1)、输出到MZI光滤波器51的3dB方向性结合器53的通过式端子56RZ光信号。点线为逻辑意义上的电场包络，实线为在预编码NRZ电信号加频带限制进行光相位调制时的电场包络。
从图4(e)(f)可以看出，MZI光滤波器输出变成了，按每个标记位相位反相的DCS-RZ信号和具有相同相位变化规则的信号。图2所示光滤波器部5中，阻带的光调制信号，被3dB方向性结合器53的交叉端子56分离。为此，通过将交叉端子56斜向研磨等，设为终端的办法，因为光滤波器阻带中的反射波，不会返回通过式端子55也不会返回输入端子51，可充分减低反射特性。
图5，图6，如图2所示，表示的是各自的A，B中的光调制光谱。图5中表示的是延迟量τ＝T0，图6中表示的是τ＝T0/2的情况时。
图5(a)，图6(a)为，在图2中所示A点处的DPSK光调制光谱。纵轴为光谱强度，横轴为光频率标度。图5(b)，图6(b)表示的是，图2中所示的MZI光滤波器51的频率响应特性。纵轴标有透过率(dB)，横轴标有光频率。
图5中，具有周期B(B为传送速度)的正弦波频率响应。图6中有周期2B的正弦波频率响应。图5(c)，图6(c)所示的是，转换的RZ信号光调制光谱。纵轴标有光谱强度，横轴标有光频率。在这里，载波频率完全被抑制，成为调制频带2B的调制光谱。
如上说明所示，被光滤波器部5输出的RZ光信号为，图4所示的波形响应的光相位变化规则和，并且从图5，图6所示的光调制光谱可看出，其为DCS-RZ码。
图7，是为说明图2将所示的光相位调制部3用其他的结构实现的情况时动作的引用图。图7所示例中，与图2所示实施方式的差异在于，在光脉冲中伴随光相位随时间变化的线性调频脉冲之处，不伴随光强变化之处。
图7中，对基带预编码NRZ电信号输入(a，b，c，d)的各点输出的光相位，对应于光相位响应(a，b，c，d)的各点输出，光相位具有随线形变化的响应特性。这样的特性，通过把例如由LiNbO3等形成的直线光导波路的折射率进行电光学效果调制的形态的光相位调制器可容易地实现。
图8，是将图2所示的光滤波器部5的用作其他的实施方式的示意图。图8所示的实施方式中，与图2所示实施方式的差异在于，构成光滤波器部5的马赫-策恩德尔干扰型光滤波器的光分支部处，取代3dB方向性结合器52，53，利用了Y分支导波路58，59这一点。
图8中，由光输入端子57输入的DPSK光信号，功率被Y分支导波路58各分为50％，2个方路分开。另一方面通过延迟量τ的光延迟元件54，再次在Y分支导波路59合波，从输出端子60输出。
以下，就利用了上述的光发送器的光传送系统进行说明。图9，是为说明本发明中光传送系统的一实施方式的引用图。就光发送器61而言由于使用与上述实施方式相同的部分，这里为避免重复而省略其说明。
图9中，2值NRZ输入电信号，在光发送器61中被转换为RZ信号，按需要被光放大器62作了光放大，被设定为规定的信号功率后，供给输出到光传送媒体69。光传送媒体69，可只由光纤传送路63构成，另外，光纤传送路63也可是光放大中继器64中直接放大中继的光传送路。
光传送媒体69的输出信号，输入到光接收器65。光接收器65中，在光放大器62被前置放大之后，根据需要输入到补偿波长色散和偏振波色散的色散补偿电路66，由于光传送媒体69的色散(波长色散或偏振波色散)造成的波形失真得到补偿。色散补偿电路66的输出，在光信号直接检波元件67中被直接检波，转换为基带电信号。基带电信号，根据需要被均衡放大，在时钟数据恢复(CDR)电路68中进行时刻抽出，识别再生，再生发送的数据。
图10，是为说明图9所示的本发明光传送系统的实验系统的引用图。
图10中，在1.55um带的光源(DFB-LD)70生成的单一纵模式光信号，输入到利用了LiNbO3的推挽MZ调制器32。另外，这里所示的实验系统中使用的试验信号，作为42.7Gbit/s的M系列的模拟随机信号(PN7级信号)。这里，预编码部2，由于其具有将PN信号转换为相同PN信号的性质所以省略。
图10中，被NRZ脉冲图形发生器71生成的4信道的10.66Gbit/s(以下表示为10.7Gbit/s)调制的M系列PN7级的NRZ光信号，各自保持适当的相位关系，被输入到1∶4比特交织复用化电路(1∶4MUX)72，42.64Gbit/s(以下表示为42.7Gbit/s表)中为使其成为M系列的PN7级信号而被复用化，被差分输出。
该差分输出信号，被放大到放大器31中第1MZ光强调制器32的半波长电压以下的振幅之后，输入第1MZ光强调制器32。尚且，作为第1MZ光强调制器32，采用了文献2(K.Noguchi et al.”CLEOPacificRim’99，FS2，1999)中公开过的利用了LiNbO3的进行波型MZ光强调制器。
MZ光强调制器32，由偏压电路73，被直流偏压以使在无调制时透过率为零，MZ光强调制器32的输出，成为42.7Gbit/s PN7级的DPSK光调制码。
42.7Gbit/s DPSK光调制码，输入到在硅导波路上形成的马赫-策恩德尔干扰型(MZI)光滤波器74。作为MZI滤波器74，延迟时间为10ps，利用了频率间隔100GHz的周期光滤波器。控制MZI滤波器74的温度，将MZI滤波器74的阻止频率配合在DFB-LD的载波频率上。通过在这样的动作点使光滤波器通过的方法、MZI光滤波器74的输出，是作为DCS-RZ码被输出。而且，EDFA光后置放大器(光纤放大器)75放大，1.55um零色散光纤传送路76传送后，光接收器被输入。
光接收器，将在EDFA光后置放大器75中被放大的内容再次在EDFA光前置放大器77中放大。其后，被输入到光信号直接检波元件67被直接检波，被转换为2值NRZ基带电信号。而且，被供给到CDR电路68，被CDR电路68识别再生的42.7Gbit/3NRZ数据信号，又在1∶4比特交织分离电路78被分离4个10.7Gbit/s，在各自的10.7Gbit/s的错误率测定器79进行错误率测定。
图11，是为说明图10所示实验系统动作的引用图。
在MZ光强调制器32中，通过用42.7Gbit/SNRZ信号作推挽驱动的方法DPSK光信号被输出。图11(a)中，DPSK光信号的调制光谱，在图11(B)表示为DPSK光信号的直按检波波形。另外，图11(c)中表示了，MZI滤波器74的输出的直接检波波形，图11(d)表示了MZI滤波器74的光输出信号的光调制光谱。
从图11(c)中可以看出，42.7Gbit/s中相位光调制信号已经转换为良好的RZ强度调制信号，另外，图11(d)的光调制光谱可以看出载波频率f0(＝193.307THz)已经转变为被抑制了的DCS-RZ码的调制光谱。
用PN7级NRZ信号进行错误率特性评价的结果，被确认为42.7Gbit/s中没有错误，得到了错误率为10-9接收感度为-27dBm的良好感度。从以上的情况来看可确认为本码是遵循了DCS-RZ光编码规则的DCS-RZ码。
另外，MZI滤波器74的通带中光损失约为2dB，反射减衰量也在-40dB以下，同使用了MZ光调制器的结构相比有着非常低的损失并可构成宽带的调制系统。
图12，是为说明本发明中光传送系统的其他的实施方式的引用图。
图12所示实施方式中，光传送媒体69，光接收器65与图9所示实施方式相同，只是光发送器61在利用了波长复用传送方式这一点上不同。
即，光发送器61，只配置了波长复用系统的信道数(CH#0～CH#n)。在利用输出图2所示的DCS-RZ信号的光发送器时，各信道的光载波频率(f01～f0n)，被配置为与光滤波器部5的阻带中心光频率相一致。各光发送器61中，各信道的不同载波信号被以各个光发送器中的DCS-RZ调制码调制。作为配置在各信道的光发送器61内的光滤波器部5利用MZ型的光滤波器即可。在各信道的光发送器61中生成的RZ调制信号，根据需要在光放大器62中光被放大之后，输入到波长复用光合波滤波器80，被波长复用。
在波长复用光合波滤波器80被一并波长复用的DCS-RZ光信号，根据需要在EDFA光后置放大器62被放大，该被放大的DCS-RZ光调制码，是为了以规定的发送信道功率向光传送媒体69传送而供给。光传送媒体69也可以是，例如光纤在光放大中继器被光直接放大中继的线形中维传送路。
光传送媒体69的输出，在EDFA光后置放大器62光被放大后，被输入到波长复用光分波滤波器81，波长复用DCS-RZ信号在各个信道波长分离(f01～f0n)，被输入到光接收器65。光接收器65中的动作，与图9所示实施方式相同所以略去说明。
还有，在这里虽然只表示了，利用了波长复用传送方式的发送器51中，在波长复用光合波滤波器80将多数个信道一并转换为RZ强度调制信号的示例，但是将邻接的波长信道的偏振波进行正交也可得到相同效果。
图13所示的是、本发明中光发送器的其他的实施方式的模块图。在这里，取代了产生图1所示光发送器的单一纵模式信号的LD的是、利用了2模式拍脉冲发生部4’。由此，可在脉冲间对齐RZ信号的脉冲的占空度，提高传送质量。
图中，标为与图1所示模块为同一号码的模块，与图1所示的哪个相同。在这里，通过2模式拍脉冲发生部4’，产生反复频率与传送速度相等的2模式拍脉冲信号。关于该部分的详细情况，由于与图41所示2的模式拍发生脉冲部91有着同样的结构，所以详情后述。
此外，也可利用文献(K.Sato，A.Hirano，N.Shimizu，T.Ohno andH.Lshii，“Dual mode operation of semiconductor mode-lockedlasers for anti-phasepulse generation，OFC’2000，320/ThW3-1，2000”所示的2模式振荡的模式同步半导体激光。
2模式拍脉冲，在相位调制部3中被PSK调制。该部分的结构，可选择图3，或图中所示结构的某一个。关于预编码部2，可以是与图35所示预编码部2相同的结构。关于相位调制部3和预编码部2的连接，在利用图2所示相位调制部3的情况时，为与图35相同的结构。
利用2模式拍脉冲发生部4’的利点在于，作为光滤波器部5被使用的相位调制1强度调制变更光滤波器中损失，与利用图1，图2的的CW光源的情况时相比可大幅降低。另外，生成的脉冲列的占空度可由2模式拍脉冲决定，所以可抑制由输入数据模式导致的占空度的波动。为此，特别是，对光纤幅度的光非线效果的容差与利用图1，图2所示的光发送器的情况时相比可使之提高。另外，可改善生成的2个双二进制光调制光谱的对称性，存在着可提高波长色散容差特性的利点。
图14，本发明中光传送系统的其他的实施方式示意图。另外，图15，16，20，是为说明其动作的引用图。
图14，图13所所示的光发送器的输出被输入到光传送媒体69。这里，作为预编码部2，n＝1的延迟时间利用了1比特的预编码电路。另外、作为光滤波器部5，延迟时间利用了1比特的相位调制强度调制转换用马赫-策恩德尔型光滤波器。作为光传送媒体69的一例，可利用单一模式光纤。另外，光接收部66，利用了直接检波接收器。
图15所示的是，图14的各部波形。图15(a)中，2值NRZ数据电信号(传送速度B)被输入到预编码部2。在图14的2模式拍脉冲信号发生部4’，例如，在利用模式同步半导体激光时，与数据信号同步的与传送速度B相等的反复频率B的正弦波被被输入。由2模式拍脉冲信号发生部4’，发生如图16(a)所示的带有调制光谱的2模式拍脉冲，其相位，如图25(b)所示按每个比特反相。
将该2模式拍脉冲在图13的相位调制部3以图15(c)的时刻调制，则如图16(b)所示，载波成分被抑制的光调制频带3B的光信号谱被输出，生成图15(d)所示的相位调制RZ信号。将该相位调制RZ信号用作传送码时，与上述的的参考文献(宫野等)中记载的技术相比成为可压缩光调制频带。该信号，被输入到作为光滤波器部5使用的相位调制强度调制转换光滤波器。
作为相位调制强度调制转换光滤波器，FSR考虑与传送速度B相等的马赫-策恩德尔型光滤波器，其阻带中心，如图16(c)所示、被配置为与载波频率f0相等的具有透过特性的端子(实线表示)的光输出信号。此时，作为光信号谱，如图16(d)所示的2个光双二进制信号光谱得到以频率差B排列的DCS-RZ信号，得到如图16(e)所示的强度调制周波形。该输出光信号，按每个标记位相位反相。
另一方面，其通带中心，如图16(c)所示、考虑具有与载波频率f0相等配置的透过特性的端子(用点线表示)光输出信号。此时，得到作为光信号谱如图16(e)的3个光双二进制信号光谱以频率差B排列的Duobinary-RZ信号，得到如图15(f)所示的强度调制波形。该输出光信号，有着与Duobinary信号相同相位调制规则。
上述每个RZ信号，作为带幅均分别窄于2B，3B以下，作为基带信号均利用了NRZ码，与现有码相比较可产生频带被压缩了的RZ强度调制信号。
图17为，利用了图13所示的光发送器的光传送系统的一实施方式。与图14所示的实施方式的差异在于，预编码部2的延迟量和，作为光滤波器部5利用的MZI光滤波器的延迟量，分别选用了2时隙。
图17中，图13所所示的的光发送器的输出被输入到光传送媒体69。这里，作为预编码部2，n＝2的延迟时间使用了2比特的预编码电路，另外，作为光滤波器部5，延迟时间利用了2比特的相位调制-强度调制转换马赫-策恩德尔型的光滤波器电路。作为光传送媒体69的一例，利用了单一模式光纤。另外，在光接收部66，利用了直接检波接收器。
图18所示的是，图17所示各模块的波形。图18(a)中，2值NRZ数据电信号(传送速度B)被输入到预编码部2。在图17的2模式拍脉冲发生部4’，例如，利用模式同步半导体激光时，与数据信号同步的传送速度B相等的反复频率B的正弦波被生成，被输入。从2模式拍脉冲发生部4’，发生具有图19(a)所示的调制光谱的2模式拍脉冲，其相位，如图18(c)所示按每个比特反相。
将该2模式拍脉冲，在图17的相位调制部3于图18(b)的时刻由预编码信号进行相位调制，则输出如图19(b)所示的，载波成分被抑制的光调制频带3B的光信号谱，生成图18(d)所示的相位调制RZ信号。将该相位调制RZ信号用作传送码时，与上述的参考文献(宫野等)的技术相比较成为可压缩光调制频带。该信号被输入到构成光滤波器部5的相位调制强度调制转换光滤波器。在这里，作为相位调制强度调制变更光滤波器FSR考虑与传送速度B相等的马赫-策恩德尔型光滤波器，其阻带中心，图19(c)所示考虑具有与载波频率f0相等配置的透过特性的端子(实线表示)的光输出信号。此时，该端子的光信号谱成为图19(e)的信号光谱，得到图18(g)所示的RZ强度调制光信号。
另一方面，其通带中心，如图19(c)所示考虑具有与载波频率f0相等配置的透过特性的端子(点线表示)的光输出信号。此时，作为光信号谱得到图19(d)，得到如图18(f)所示的强度调制频率。
上述之一RZ信号作为频带幅，分别窄于2B，3B以下，作为基带信号利用了NRZ码，与现有码比较可产生频带压缩了的RZ强度调制信号。
图20所示的是，本发明中光发送器的其他的实施方式模块图。在图20所示实施方式中，与图13所示实施方式的差异在于，在这里，没有用于将相位调制信号转换为强度调制RZ信号的光滤波器部5。所以，不能图示的被传送的光传送媒体路信号，就是RZ强度调制信号，只有这一点不同。
图21所示的是，利用图2所示的光发送器本发明中光传送系统的其他的实施方式模块图。与图15所示光传送系统的差异在于，相位调制强度调制转换光滤波器60被配置在光传送媒体69的输出构成在接收器内这一点。作为相位调制强度调制转换光滤波器60，利用了1比特延迟马赫-策恩德尔型光滤波器，考虑与图16(c)同样的频率配置时，马赫-策恩德尔型光滤波器的2支光输出，如图15(e)和图15(f)所示、得到互补的光强调制输出信号。
总之，由这样的延迟检波用直接检波接收器进行识别再生的情况时，发送侧中由2模式拍脉冲进行的交番相位调制，不对数据的解调的结果构成影响。图21的光接收部66中，如图22(a)所示，利用MZI光滤波器用将光接收相位调制RZ信号转换为如图22(e)所示的强度调制信号，也可用通常的直接检波接收器接收。另外，如图22(b)所示，也可利用MZI光滤波器将光接收相位调制RZ信号转换为如图22(f)所所示的的强度调制信号，直接检波之后识别再生，通过反相逻辑解调。这个，反相动作，也可配置在预先光发送器的预编码部2的输入。
另外，如图22(c)所示，也可将图16(e)和图16(f)的2个输出利用2个受光元件进行差分接收。差分接收的情况时其接收感度，与非差分接收的情况时比较可提高3dB接收感度。
图23～图26，是为说明本发明在更新是以其他的实施方式利用的引用图。从图16(d)(e)可以看出，被解调的强度调制信号成分分别含有光双二进制成分。所以，如图23，图24所示，将图23(i)，图24(g)的带通滤波器，在接收器内实现，通过直接检波的方法，如图23(j)，图24(h)所示，可取得包含在被解调的信号中的任意光双二进制信号成分，可扩大波长色散容差。
这样通过从光接收相位调制RZ信号的信号光谱中滤除光双二进制信号光谱而取出的方法，将波长色散容差与利用图22(a)所示接收器结构时相比较可扩大2倍左右。
尚且，图23虽然为取出上侧带波的光双二进制成分的结构，也可取出下侧带波的光双二进制成分。另外图24中虽然是取出包含载波频率的光双二进制成分的结构，但也可是取出其外的两侧的光双二进制成分的某一个的结构。即，作为传送码，通过利用RZ强度被调制的相位调制码的方法，可提高光传送媒体上的光非线形效果的容差，在接收侧，进行相位调制·强度调制转换，并且，可通过在光载波频率区域限制信号频带的方法，提高传送路的波长色散容差。
图25为，在光滤波器部付加频带限制功能，使解调信号的波长色散容差得到提高的具体的结构例。
图25(a)中，经光传送媒体上传送的RZ相位调制信号，在光前置放大器251被放大之后，由MZI光滤波器252转换为强度调制信号。在这里，通过将图23或图24所示的接近矩形的传递函数的光带通滤波器253，配置在MZI光滤波器252和直接检波接收器254的之间的方法，可取出光双二进制成分。
此外，图25(b)中，是将图25(a)的MZI滤波器252和频带限制用光带通滤波器253的等价的功能，用1个容易实现的高斯滤波器255来实现的例。即，和图25(a)一样，由光传送媒体传送过来的RZ相位调制信号，在光前置放大器251被放大后，将高斯滤波器255的中心频率配合为所期望的光双二进制成分的中心频率，将相位调制·强度调制转换的频带限制功能一次实现。
图26，是将图25(b)的具体的实现例中进行了数值计算的结果通过图表来表现的图。
图26(a)是用点线表示在图23所示的频率配置时的计算例，以传送速度为43Gbit/s的M系列的模拟随机信号调制的RZ相位调制信号的调制光谱。实线表示由半值全幅为24GHz的1个高斯滤波器抽出的光双二进制成分。将该抽出的信号进行直接检波的波形，如图26(b)(c)所示。由图26(b)(c)可确认，解调波形原来的PN7级的信号被解调，得到良好的眼形图得，可解调码间干扰少的光双二进制信号。
图27为，本发明中发送器，或接收器中使用的相位调制强度调制转换光滤波器的结构的一例示意图。
利用马赫-策恩德尔型光滤波器时，其透过特性因其随输入偏振波变化而成课题。特别是，在接收器侧利用这样的光滤波器时，例如，作为光传送媒体利用光纤时，存在着随着传送后的偏转状态的变化接收特性发生波动的问题。解决相关课题的相位调制强度调制转换光滤波器的结构如图27所示。
图27中，首先，光相位调制信号输入到循环器271的端子，从端子2输出。端子2的光相位调制信号，被输入偏振波光束·耦合分离器272，被分离为2个正交的直线偏振波成分。分别被分离的偏振波成分的光相位调制信号成分的一方偏振波的轴旋转90度。
具有偏振波依存性的相位调制强度调制转换光滤波器，为了只感受到TE传播模式或TM传播模式的某一个的方向、2个被偏振波分离的信号被输入，相互逆方向传播，以光滤波器的相同传播模式进行相位调制·强度调制转换。被转换强度调制的信号，再次，被输入到偏转光束耦合·分离器272，被偏振波合成之后，从端子1输出，被输入到循环器271的端子2。被偏振波合成强度调制解调信号，可从循环器的端子3取出。
通过采用这样的结构，被输入的光相位调制信号，无论以何种偏振波状态被输入，总是只感受到一个偏振波方向的滤波器特性。为此，可实现不受相位调制强度调制转换滤波器的偏振波依存性影响的相位调制强度调制转换。
图28是，将1.58μm带中的相位调制强度调制转换光滤波器的实验例用图表进行的表示。在这里，作为光滤波器，采用了在硅导波路上作成的FSR50GHz的MZI干扰滤波器。不利用图27所示结构时，若变化输入偏振波，则会出现最大9GHz左右的传递函数的变动。
此外，通过采用图27所示结构的办法，如图28(b)所示、可实现几乎不依赖输入偏振波的光滤波器的传递函数，确认可稳定地实现相位调制·强度调制信号转换。
图29所示的是，本发明中被利用在光发送器中的相位调制单元及预编码单元的其他的实施方式模块图，在这里被示意为n＝2的复用结构。
与图2所示实施方式的差异在于，光相位调制部3由被串行连接的2个DPSK调制部301，302结构，可将被输入的2个数据信号，在光载波频率带的处理模块中进行时分复用，适合于实现该部分的高速动作这一点。
图30，是为说明图29所示发送器动作的引用图。图30(a)(b)为传送速度相等的2个独立的被复用化了的数码电信号D1，D2，为2值NRZ信号。另外，(c)为将D1和D2进行时分复用的2值NRZ复用信号。将该复用信号预编码了的数据如(d)所示。将D1和D2以时分复用方式进行DPSK调制的信号，对应于(d)被相位调制。图29所示光发送器，不是由基带将这个被复用化了的相位调制信号进行的复用、而是在光载波频率带的处理模块进行处理而而生成的。
尚且，图30中，(e)(f)是将D1，D2在各自的图35的预编码部2作了转换的预编码NRZ数据P1，P2，因标记位被输入而码反相。预编码NRZ数据P2、与。P1比较相对延迟差、被延迟T/2(T为输入数据信号D1，D2的1时隙隙)。INPUT根据P1由DPSK调制器301接受(e)所示的相位调制，输入到DPSK调制器302。DPSK调制器301，302中，以与(f)相同的时刻由P2与D1的相位调制时刻比较、如(g)所示、延迟T/2接受由DPSK的相位调制，从DPSK调制器301，302输出。由该结果可知，(h)被输出，将D1，D2时分复用，由预编码处理了的复用数据(d)、生成用1个DPSK调制器301(302)相位调制了的信号相同的相位调制信号。本信号(h)和1比特延迟了的信号(i)通过马赫-策恩德尔型调制器合成、进行相位调制一强度调制的转换后如(j)所示，原来的信号(a)和相同信号被解调。
图31所示的是，本发明中光发送器被利用的预编码单元(1比特延迟的的情况时)的其他的实施方式模块图。这里所示的实施方式，虽然与图29所示实施方式基本的相同，被延迟的多个预编码被复用信号的“异”不是用光相位调制器中载波频率进行，而是用基带进行、这一点不同。
在这里，2个传送速度B的、有着相等的同步的独立的NRZ信号1，2，分别在图35的预编码部2被预编码。此时，延迟元件在被复用NRZ1，2信号之中，被设定为与信号1的时隙隙T0等。被预编码处理的NRZ信号，其某一个被延迟元件延迟，各自的相位调制时刻的相对延迟差被设定为与T0/2相等，在“异”电路204取“异”。该“异”电路204的输出，将NRZ1输入信号和NRZ2输入信号进行比特交织复用后、与预编码处理了的信号相等。
由以上的说明可见，通过采用将高速化困难的预编码部2以低速动作的预编码电路进行并列处理，可容易地实现预编码部2的高速化。
这里，发送器的光载波频率(f01～f0n)，被设定为与图34所示的波长复用系统的各信道格栅相一致。图34为，波长间隔配置设为等间隔配置的实施方式示意图。各光发送器中，光载波信号从光源4由MZ光强调制器32被以DPSK光调制码调制。由DPSK光调制码进行的基带信号处理，因其与图2相同故略去说明。
在各信道的光发送器被调制的DPSK光调制信号，在波长复用光合波滤波器80被波长复用。被波长复用的波长复用DPSK光调制码，根据需要光被放大之后，被输入光滤波器部83。光滤波器部83的阻带中心光频率，被设定为与各信道的光载波频率一致，另外、其周期，被设定为与波长复用信道的格栅周期相一致。
通过将光滤波器部83的动作点作如上设定，在周期光滤波器83中，波长复用DPSK光调制信号可被一并转换为波长复用DCS-RZ光调制码。作为光滤波器部83，除了周期光滤波器83之外也可利用MZ型的光滤波器。
其后，被一并转换了的DCS-RZ光调制码，以根据需要被光放大器62作了光放大的规定的发送信道功率被输入光传送媒体69。光传送媒体69也可以是，例如，光纤在光放大中继器被光直接放大中继的线形中继传送路。光传送媒体69的输出，在光被放大之后，被输入到波长分离滤波器81，DCS-RZ码在每个信道被波长分离，波长分离之后，被输入到光接收器65。在光接收器65中的动作与图12所示实施方式相同故略去说明。
此外，在这里只表示，利用了波长复用传送方式的发送器61中，在波长复用光合波滤波器80将多数信道一并、转换为RZ强度调制信号的例，但使邻接的波长信道的偏振波正交也可得到相同效果。
图36是为说明图34，图35所示实施方式动作的引用图。
在光频率区域被等间隔配置的载波信号(图36(a))，分别被以DPSK码调制，在波长复用光合波滤波器80的输出中，变为如图36(b)的波长复用DPSK光信号谱。通过图36(c)的中周期光滤波器83的利用，可实现本发明结构中重要组成部分之一的光滤波器部5。图36(d)所示的是被转换了的波长复用DCS-RZ码的光调制光谱。
如上说明，通过1个周期光滤波器83的周期性的利用、可一并将波长复用DPSK光信号转换为波长复用DCS-RZ光调制码。
尚且，通过本发明实施方式，对等间隔配置的波长多童的概念作了说明，不等间隔配置是经常在，这种情况下，利用具有各信道的光信号频带中相等的传递函数的光滤波器。
图37，是为说明本发明中传送系统的及其他的实施方式的引用图。与图34所示实施方式的差异在于，传送码是利用2模式拍脉冲相位调制的RZ码这一点和，相位调制强度调制转换周期光滤波器70被配置在接收端这一点。光传送媒体也可以是，例如，在光纤光放大中继器62被光放大中继的线形中继传送路。作为光接收器，也可使用图22及图25所示的方式。
这里，发送器的光载波频率(f01～f0n)被设定为与图37所示的波长复用系统的各信道格栅相一致。图38所示的是波长间隔作等间隔配置(3B传送速度B的3倍)的例。可在各光发送器中设为图20所示的结构。这里，相位调制部3，为图3，图7，图29所示的结构的均可。按DPSK光调制码的基带处理，与图2或图29相同故略去说明。
在各信道的光发送器被调制的DPSK-CS-RZ码，被波长复用波光合波滤波器81波长复用。被波长复用的波长复用DPSK-CS-RZ光传送码，根据需要光被放大之后，被输入到光传送媒体69。从光传送媒体69的输出，被输入到光相位调制强度调制转换周期光滤波器70。光相位调制强度调制转换周期光滤波器70的阻带中心频率，被设定为与各信道的光载波频率一致，另外其周期，被设定为与波长复用信道的格栅周期相一致。图38中，FSR，设定为与传送速度B相等。(a)为，图37的各光发送器产生的2模式拍脉冲信号的光谱。(b)，同样在图37的各光发送器内进行2模式拍脉冲信号相位调制，在波长复用光合分波滤波器81被波长复用的信号光谱。
(c)为各光发送器的光载波频率f0n和相位调制强度调制转换周期滤波器70的关系示意图。
图38中，光周期滤波器70，利用了1比特延迟的马赫-策恩德尔光滤波器。光周期滤波器的通带配置，如果选用图38(c)的实线的，则如(d)所示，一并转换生成差分输出RZ光强调制信号，从光周期滤波器70输出。另外，如果将通带配置选用图38(c)的点线的，则一并转换生成(e)所示的和分输出RZ光强调制信号，从光周期滤波器70输出。被一并转换生成的，以上某一个RZ光强调制信号被波长复用光合分波滤波器82波长分离，在各光接收器被解调。
作为FSR的取法，在传送速度B以上即可。例如，传送速度考虑43Gbit/s以100GHz为间隔的WDM，则将光相位调制强度调制转换周期光滤波器70(MZI光滤波器)的FSR即使50GHz也可解调。另外，光相位调制强度调制转换周期光滤波器70在利用MZI滤波器时，利用引用了图27进行说明的偏振波无依存化光相位调制强度调制转换滤波器比较理想。
图39是将图37所示的相位调制强度调制转换周期光滤波器70和波长复用光合分波滤波器82的功能，同时用1个的光滤波器来实现时的实施方式。另外，图40，是为说明图39的滤波器的转换动作的引用图。
图39中，与图37的接收器部分相同，将光滤波器等的光传送媒体传送后的波长复用的RZ相位调制信号，被输入图39所示的接收器66。光接收器66中，波长复用信号在光放大前置放大器62被一同放大，被输入波长分波器180。波长分波器180的各信道中的通带中心，被设定为与各信道的载波频率相一致。这里，波长复用系统也可不是周期滤波器。
通带的形状为高斯滤波器，其FWHM，信道传送速度的被设定为从0.5到0.6倍之间。例如，图26所示的例中，设定的传送速度的0.56倍，通过这样设定，波长复用RZ相位调制信号，被一并转换为波长复用双二进制信号。
该方式的利点在于，制造容易、通带的损失低，况且，还有一个可以使用通带不易依存于输入偏振波的高斯滤波器这一有利点，例如，如果利用文献(H.Takahasi，K.Oda，H.Toba，and Y.Inoue，“Transmission characteristics of arrayed waveguide NXNwavelength multiplexer，IEEE J.Lightwave Technol”13，No.3.pp447.455，1995)公开的阵列格子滤波器，则可实现利用了不等间隔以及等间隔的高斯滤波器的波长复用分波器。
如果将光相位调制强度调制转换滤波器的动作点按以上设置，周期滤波器，则波长复用DPSK光调制信号一并转换为波长复用RZ信号。
尚且，图32，图33，是为说明将相位调制码用作传送码的本发明的光传送系统的效果的引用图。
图32所示的是2个计算机模拟的模型。计算条件为传送速度43Gbit/s，信道数4信道，波复用信道间隔100GHz间隔，信号波长为C带。光纤传送路为200km的光放大中继传送路，各跨距为100km的色散位移光纤(损失0.21dB，色散值+2ps/nm/km，色散斜度0.07ps/km/nm)。第1跨距的色散，为了使其在信道2和信道3的中心波长实现零色散而在光放大中继器进行色散补偿，输入到第2跨距。
作为计算模型，图14所示的是，利用在发送器内进行的相位调制强度调制转换RZ码时的情况(图32(a))和，利用在如图21所示的接收器内进行相位调制强度调制转换RZ码的情况时(图32(b))的比较。
在这里，相位调制·强度调制转换滤波器60，利用了FSR为传送速度B(＝43GHz)的马赫-策恩德尔型(MZI)光滤波器。各载波信号，在图13或图20所示的光发送器61调制之后，由波长复用滤波器以100GHz间隔波长复用，输入到光纤传送路63。光纤传送路63的输出，被光放大、波长分离之后，由波长色散补偿装置D(64)作了传送路的波长色散的补偿。图32(a)中，直接检波接收器66接收的信号被再生。图32(b)中，被色散补偿的光信号被输入到作为光相位调制强度转换滤波器60的MZI滤波器，被转换强度调制信号之后，直接检波接收器66接收的信号被再生。
图33(a)所示的是对图32(a)，使信道功率和全色散(光纤传送路的色散和色散补偿装置D的色散的合计)变化的情况时的眼图张开度劣化(eye-opening-penalty)为1dB以内的容许范围就各信道进行表示。
信道功率为2dBm以下的线形传送的情况时，各信道的色散容差均为80ps/nm左右，与通常的RZ码比较可实现约2倍左右的色散容差。从该结果可知，上述的RZ码传送方式有着宽的色散容差。全信道的传送特性的眼图张开度劣化在1dB以内时的容许信道功率在信道2.3决定，约+5dBm左右。
图33(b)，对图32(b)，使信道功率和全色散(光纤传送路的色散和色散补偿装置D的色散的合计)变化的情况时的眼图张开度劣化为1dB以内的容许范围就各信道进行表示。
信道功率为2dBm以下的线形传送的情况时，各信道的色散容差，均为80ps/nm左右，与通常的RZ码相比较约2倍左右，可实现图32(a)的情况和同等的色散容差。该结果可知，上述的RZ码传送方式，与现有技术相比有较宽的色散容差。另外，全信道的传送特性，在眼图张开度劣化1dB以内的容许信道功率在信道2、3决定，约+8dBm左右。
该结果可见，由图32(a)的方式也可改善3dB左右容许信道功率，可提高由非线形效果实现的对劣化的容差。况且，最合适的色散值不依赖于信道功率，所以信道功率的动态范围宽的光放大中继系统，可用波长复用技术实现。
比较上图33(a)、(b)，光传送路在线形的情况时，不依赖于光相位调制·强度调制转换滤波器60的位置、显示出相同特性，而在信道功率增加，光传送路为非线形的情况时，图32(b)与图33(c)比较可实现由非线形效果带来的充足的传送特性，新的效果由此可见。
权利要求
1.一种光发送器，具备光源；输入NRZ信号的预编码单元；由通过上述预编码单元生成的预编码NRZ信号或差分预编码NRZ信号进行光相位调制的光相位调制单元；输出端子，其从上述输出端子输出包含多个双二进制光信号成分的载波被抑制的RZ光信号。
2.权利要求1记载的光发送器，具备光源；生成作为NRZ信号每当标记位被输入时逻辑反相的差分预编码NRZ信号的预编码单元；把由上述光源生成的单一纵模式光信号，通过由上述预编码单元生成的差分预编码NRZ信号进行光相位调制的光相位调制单元；把通过上述光相位调制单元生成的光相位调制信号转换为RZ光强调制信号的光滤波器单元。
3.权利要求2记载的光发送器，其中，作为上述光调制单元，采用为使在无调制时透过率为零而被直流偏压，将上述单一纵模式光信号通过预编码NRZ信号进行差分相移键控调制的马赫-策恩德尔光强调制器。
4.权利要求2或权利要求3记载的光发送器，其中上述光滤波器单元为马赫-策恩德尔干扰型光滤波器。
5.权利要求2记载的光发送器，其中，上述光滤波器单元为当把输入光信号电场设为Ein，光频率设为ω，延迟元件的延迟量设为τ，马赫-策恩德尔光滤波器内2个导波路中的光信号的相对相位设为φ的情况下，带阻带中心频率与信道的载波频率一致，输出光电场由E(t)＝(Ein/2)·exp{-j(ωτ+φ)/2}·sin((ωτ+φ)/2) (式1)式给出的马赫-策恩德尔干扰型光滤波器。
6.权利要求2记载的光发送器，其中，上述马赫-策恩德尔干扰型光滤波器的2个分支的相对延迟差为1时隙。
7.权利要求1记载的光发送器，具备产生与数据信号同步，并且，具有数据传送速度的整数倍的频率间隔的相互同步的2个纵模式信号的2模式拍脉冲光源；为使光发送器的强度调制输出信号成为与输入NRZ信号相同逻辑而进行码转换的预编码单元；把由上述2模式拍脉冲光源生成的光脉冲列信号，通过上述预编码单元生成的预编码NRZ信号来进行光相位调制的光相位调制单元。
8.权利要求7记载的光发送器，还具备把通过上述光相位调制单元生成的光相位调制信号，转换为与上述输入NRZ信号相同逻辑或反相逻辑中的任一方的RZ光强调制信号的光滤波器单元。
9.权利要求7或8记载的光发送器，其中，上述预编码单元，通过与n比特延迟(n为自然数)了的信号进行“异”运算而进行差分预编码。
10.权利要求8记载的光发送器，其中，上述光滤波器单元由马赫-策恩德尔型光滤波器构成，其2个分支的相对延迟差比n-1比特大，不足n+1比特(n为自然数)。
11.一种光传送系统，具备由光源；输入NRZ信号的预编码单元；由从上述预编码单元生成的预编码NRZ信号或差分预编码NRZ信号进行光相位调制的光相位调制单元；输出端子构成，从上述输出端子把载波被抑制了的RZ光信号作为光传送信号来输出的光发送器；配备在发送器或接收器的某一方的光相位调制信号/光强调制信号转换单元；将上述RZ光传送信号作为光强调制信号进行解调·检波，转换为电信号的光接收器。
12.权利要求11记载的光传送系统，具备由生成作为NRZ信号每当标记位被输入时逻辑反相的差分预编码NRZ信号的预编码单元、将由光源生成的单一纵模式光信号或2模式脉冲光源，通过由上述预编码单元生成的差分预编码NRZ信号进行光相位调制的光相位调制单元、把由上述光相位调制单元生成的光相位调制信号转换为RZ光强调制信号的光滤波器单元组成的光发送器；传送由上述发送器发送输出的RZ光强调制信号的光传送媒体；通过上述光传送媒体，接收由上述发送器发送输出的RZ光强调制信号并直接检波，转换为基带电信号的光接收器。
13.权利要求12记载的光传送系统，其特征在于上述光接收器补偿在RZ光强调制信号中的由于上述光传送媒体的波长色散或偏振波色散而导致的波形失真。
14.权利要求12记载的光传送系统，其中，把上述各信道中的由光发送器的光相位调制单元生成的光相位调制信号，在波长复用后，由上述光发送器的单一的光滤波器单元按上述信道数一并转换为RZ强度调制信号，并通过上述光传送媒体传送。
15.权利要求11记载的光传送系统，具备由作为NRZ信号、为使光发送器的输出光强信号与输入NRZ信号相同逻辑而进行输入NRZ信号的码转换的预编码单元；把通过由光源生成的单一纵模式光信号或由2模式拍脉冲光源生成的光脉冲列信号的某一方，通过由上述预编码单元生成的差分预编码NRZ信号进行光相位调制的光相位调制单元组成的光发送设备；传送由上述光发送器发送输出的伴随RZ光强调制的相位调制信号的光传送媒体；接收通过上述光传送媒体由上述光发送器发送输出的RZ光强调制信号，在通过转换为光强调制信号的光滤波器单元后，直接检波并转换为基带电信号的光接收器。
16.权利要求15记载的光传送系统，其中，将在上述各信道中的通过光发送器的上述光相位调制单元生成的被波长复用了的光相位调制信号，通过上述光接收器的单一的上述光滤波器单元以上述信道数一并转换为RZ强度调制信号。
17.权利要求12至权利要求16之一记载的光传送系统，其特征在于作为上述光滤波器单元，采用具有与波长复用载波频率间隔相等的周期的周期光滤波器。
18.权利要求12至权利要求16之一记载的光传送系统，其中，作为上述光滤波器单元，采用具有在上述各信道的光信号频带中相等的传递函数的光滤波器。
19.权利要求12至权利要求16之一记载的光传送系统，其中，上述波长复用的信道，其邻接的波长信道具有正交的偏振波。
20.权利要求2、权利要求7或权利要求8记载的由光发送器、光接收器和结合两者的光传送媒体构成的光传送系统中的光发送器，其中，上述光发送器所具有的相位调制单元，由串行连接的n个(n为自然数)DPSK调制器构成，上述DPSK调制器，由以传送速度B的n个被复用基带调制信号为输入，第m个相位调制器的输入信号延迟m/(nB)时间(m为自然数)的延迟单元和将上述被延迟的调制信号预编码的预编码单元构成，上述n个被复用基带信号被转换为时分复用的具有n×B的传送速度的调制信号光。
21.权利要求2、权利要求7或权利要求8记载的由光发送器、光接收器和结合两者的光传送媒体构成的光传送系统中的光发送器，其中，上述光滤波器单元由连接于有3端子的循环器的偏振波光束分离器、保持偏振波光束分离器的2个光输出的偏转状态的偏转保持媒质和结合其输入输出的马赫-策恩德尔干扰型光滤波器构成，光输入连接于上述循环器的第1端子从上述第2端子输出，连接于上述偏振波光束分离器的合分波端子的第1端子，作为各自的偏振波分离输出端子的上述偏振波光束分离器的第2，第3端子连接于偏振波保持单元，原样保持2个分离输出光的偏振波，使2个分离输出信号从相互逆方向与马赫-策恩德尔干扰型光滤波器的TE、TM的某一方的模式相结合而分别连接于上述马赫-策恩德尔干扰型光滤波器的2个端子，从上述循环器的第3端子取得光输出信号。
22.权利要求2、权利要求7或权利要求8记载的光发送器，其中，上述预编码单元，由以传送速度B动作的n个预编码电路、使来自n个预编码电路的输出分别延迟mT0/n(T0＝1/B，m＝1～n的自然数)的延迟电路和输出n个被延迟的预编码输出信号的“异”的“异”电路构成，生成传送速度nB的时分复用的预编码信号。
23.权利要求12至权利要求16之一记载的光传送系统，其中，具有上述光发送器的相位调制单元，由被串行连接的n个(n为自然数)DPSK调制器构成，上述DPSK调制器，由以传送速度B的n个被复用基带调制信号为输入，第m个相位调制器的输入信号延迟m/(nB)时间(m为自然数)的延迟单元和将上述被延迟的调制信号预编码的预编码单元构成，上述n个被复用基带信号转换为被时分复用的具有n×B的传送速度的调制信号光。
24.权利要求12至权利要求16之一记载的光传送系统，其中，上述光发送器或光接收器的至少一方所用的光滤波器，由被连接到有3端子的循环器的偏振波光束分离器、保持偏振波光束分离器的2个光输出的偏转状态的偏转保持媒质和结合其输入输出的马赫-策恩德尔干扰型光滤波器构成，光输入连接于上述循环器的第1端子从上述第2端子输出，连接于上述偏振波光束分离器的合波端子的第1端子，作为各自的偏振波分离输出端子的上述偏振波光束分离器的第2，第3端子连接于偏振波保持单元，原样保持2个分离输出光的偏振波，使2个分离输出信号从相互逆方向与马赫-策恩德尔干扰型光滤波器的TE、TM的某一方的模式相结合而分别连接于上述马赫-策恩德尔干扰型光滤波器的2个端子，从上述循环器的第3端子取得光输出信号。
25.权利要求15或权利要求16记载的光传送系统，其中，用于上述光接收器的光滤波器单元的通带，具有从被输入的相位调制信号提取出含有光双二进制信号成分的信号成分，转换为2值强度调制信号的滚降。
26.权利要求12、权利要求13、权利要求15之一记载的光传送系统，其中，上述预编码单元，由以传送速度B动作的n个预编码电路、使来自n个预编码电路的输出分别延迟mT0/n(T0＝1/B，m＝1～n的自然数)的延迟电路和输出n个被延迟的预编码输出信号的“异”的“异”电路构成，生成传送速度nB的被时分复用的预编码信号。
全文摘要
本发明的目的是将光传送媒体中存在的波长色散，或在该波长色散与非线形光学效果的相互作用下产生的传送质量的劣化控制在最小限度。即本发明的光发送器，在预编码部2将基带数据输入信号预先进行预编码处理，在光相位调制部3利用预编码信号进行相位调制，并将在此生成的相位调制光信号由光滤波器部5转换为伴随相位调制的RZ强度调制信号。作为光相位调制部3，利用例如差分相移键控(DPSK(Differential phase shift keying))、生成编码了的DPSK相位调制信号，通过配置在光相位调制部3的后级的光滤波器部5，进行相位调制信号－RZ强度信号转换。
文档编号H04B10/02GK1394005SQ0212316
公开日2003年1月29日 申请日期2002年6月27日 优先权日2001年6月29日
发明者宫本裕, 平野章, 桑原昭一郎, 富泽将人 申请人:日本电信电话株式会社