JP2000312184A - ２進信号を表す振幅変調された光信号を生成する方法、送信機および伝送システム - Google Patents

２進信号を表す振幅変調された光信号を生成する方法、送信機および伝送システム

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JP2000312184A
JP2000312184A JP2000079804A JP2000079804A JP2000312184A JP 2000312184 A JP2000312184 A JP 2000312184A JP 2000079804 A JP2000079804 A JP 2000079804A JP 2000079804 A JP2000079804 A JP 2000079804A JP 2000312184 A JP2000312184 A JP 2000312184A
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optical signal
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optical
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Kim B Roberts
キム・ビー・ロバーツ
Maurice S O'sullivan
モーリス・エス・オサリバン
Richard R Habel
リチャード・アール・へイベル
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Nortel Networks Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】技術的な複雑さが小さく、低コストで、伝送パ
フォーマンスを劣化させない高速長距離光伝送を実現す
る。 【解決手段】２進信号は符号化され、低減された帯域
幅、小さい低周波数およびd.c.成分を持つ３レベルの符
号化信号を生成する。符号化信号は、半導体レーザを直
接変調し、周波数変調された光信号を生成する。周波数
変調された光信号は、３状態の周波数変調から２状態の
振幅変調を提供する干渉フィルタを通過し、光受信機に
よる２進信号の直接的な復元を可能にする。干渉フィル
タは、２進の１およびゼロビットにそれぞれ対応する周
波数について、強め合いおよび弱め合いの干渉を提供す
る。アレイ導波路を１つの干渉フィルタと共に使用し
て、複数の周波数変調された信号と、複数の２進信号に
対するそれぞれの中心周波数および符号器と組み合わせ
ることで、アレイ伝送システムを提供することができ
る。アレイ導波路はチャネル周波数フィルタとして動作
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光信号を伝送す
る方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許出願第09/048,402号のK. B. Ro
berts他の「Multiplexed Transmission Of Optical Sig
nals（光信号の多重伝送）」（1998年2月11日に出願の
英国特許出願第9802913.5号に対応する）は、大容量の
光伝送システムに関するものであり、光信号は、比較的
多数の伝送チャネルを提供するために、導波路アレイ(w
aveguide array)を使用して多重化され、それによって
１Ｔｂ／ｓ（１秒あたり１テラビットすなわち１０１２
ビット）という非常に大きい伝送容量を提供する。ここ
で、この米国特許出願の開示全体を参照により取り入れ
る。
【０００３】上記参照した出願に記述されているよう
に、アレイ伝送システムにおいて、レーザ光源からの光
パルスは、導波路アレイによって多数のチャネルに分け
られ、チャネルの光信号は、それぞれの変調器によって
変調されて他の導波路アレイによって結合され、光ファ
イバの経路上に伝えられる。このようなシステムは、高
いスペクトル密度を提供することができるが、比較的多
数の変調器を必要とする。
【０００４】光ファイバの色分散(chromatic dispersio
n)が、高速光通信システムの伝送距離に対する制限因子
であるということが知られている。アレイ伝送システム
における他の重要な基準は、上記に示したように、特に
変調器に関連するコスト、技術的な複雑さおよびリスク
に関してのシステムの実現である。
【０００５】半導体レーザの直接変調を提供することに
よって、外部変調器の必要性を回避することが望まし
い。レーザによって生成された光信号の強度の振幅変調
（ＡＭ）により、光受信機における直接検出が本来の２
進信号を復元することが、可能になる。しかし、半導体
レーザの直接ＡＭは、ファイバの色分散のために、長距
離伝送にとっては許容することのできないスペクトル占
有または周波数チャープを持つ光信号を生じさせる。
【０００６】たとえば、1998年の光通信ヨーロッパ会議
における、R. S. Vodhanel他の「5Gbit/s Optical FSK
Modulation Of A 1530-nm DFB Laser（1530ｎｍのＤＦ
Ｂレーザの５ギガビット／秒光ＦＳＫ変調）」に記述さ
れているように、半導体レーザの直接周波数変調（Ｆ
Ｍ）を実行して、結果として生じるＦＭ光信号を、帯域
通過光学フィルタを使用してＡＭ光信号に変換すること
により、この困難さに対処することができる。ここで記
述されているように、ＤＦＢ分布帰還型（Distributed
Feed-Back）レーザは、疑似乱数のＮＲＺ（非ゼロ復帰
方式）の２進信号で変調され、結果として生じるＦＳＫ
（周波数偏移変調、すなわちＦＭ）光信号は、エタロン
および光ファイバを介して、ＰＩＮ（ピン）フォトダイ
オード検出器に導かれる。ここで、エタロンは、ＦＳＫ
復調を実行するよう動作する。
【０００７】このことは、直接ＡＭと比較して改善され
たパフォーマンスを提供するが、なお長距離伝送には不
適当である。特に、上記の論文は、光ＦＳＫ信号を歪ま
せ、伝えられた信号の中にエラーを生じさせることがあ
る非均一な低周波のＦＭ応答を、レーザが持つことを認
めている。この非均一性は、レーザの熱による周波数偏
移の結果であると考えられ、特に、約２０ＭＨｚの周波
数未満で伝送されている信号のスペクトルの一部に影響
を与える。
【０００８】1998年10月の「Journal of Lightwave Tec
hnology」のVol.6、No.10のページ1549〜1553における
R. S. Vodhanel他の「Bipolar Optical FSK Transmissi
on Experiments at 150 Mbit/s and 1 Gbit/s（１５０
メガビット／秒および１ギガビット／秒におけるバイポ
ーラ光ＦＳＫ伝送実験）」は、マンチェスター符号化
（位相符号化方式）のような、半導体レーザの不所望な
熱周波数変調を除去するよう提案された様々な変調技術
に言及しており、この目的のため、バイポーラ(bipola
r)信号の形式を使用することを提案している。バイポー
ラ信号は、ゼロ周波数に向かう低周波信号成分に対して
は、ゼロに向かって減少する信号パワーすなわちエネル
ギーを持つので、低周波におけるレーザの不所望な熱の
周波数変調が低減される。しかし、光受信機はずっと複
雑になる。この場合、復調のための周波数弁別器を必要
とし、さらにシュミットトリガを使用して、バイポーラ
形式から復調された信号を、その本来のＮＲＺ形式に変
換しなおす。それに加えて、マンチェスター符号化また
はこのバイポーラ形式は、結果として生じる光信号のス
ペクトル占有を増やし、このことは、前述したように、
色分散のために長距離伝送のパフォーマンスが低減す
る。
【０００９】たとえば、1997年8月の「Journal of Ligh
twave Technology」のVol. 15, No.8のページ1530〜153
7に記載されたYonenaga他の「Dispersion-Tolerant Opt
ical Transmission System Using Duobinary Transmitt
er and Binary Receiver（デュオバイナリおよびバイナ
リ受信機を使用した、分散に対する耐性を持った光伝送
システム）」、およびYonenaga他の1996年8月6日に発行
された米国特許第5,543,952号の「Optical Transmissio
n System（光伝送システム）」から、光通信システムに
おける二重ドライブのマッハ−ツェンダー（ＭＺ：Mach
-Zehnder）タイプの光強度変調器にプッシュプル方法で
供給される変調信号についてデュオバイナリ符号を使う
ことが知られている。この方法におけるデュオバイナリ
符号の使用は、所与の信号伝送レートに必要な信号帯域
幅を減らし、直接検出が、光受信機において元の２進信
号を復元することを可能にする。このような構成は、再
び外部変調器を必要とし、それに関連するコストおよび
リスクを、特にアレイ伝送システムに含むこととなる。
たとえば、密に配置された電気回路における高電圧、高
周波信号のクロストークは、重要な問題を提示し、Yone
naga他によって開示されたデュオバイナリ符号化信号を
使用する変調は、変調器に供給される信号の電圧振幅を
倍にし、それによってこの問題を悪化させる。
【００１０】代替のデュオバイナリ（duobinary）符号
化技術が、ノーテル・ネットワークス・コーポレーショ
ンによる国際特許出願PCT/CA98/00275に記述されてお
り、これは、WO98/44635の「Duobinary Coding And Mod
ulation Technique For Optical Communication System
s（光通信システム用デュオバイナリ符号化および変調
技術）」として1998年10月8日に公表されている。
【００１１】また、上記に参照したYonenaga他による論
文は、1994年10月の「Journal of Lightwave Technolog
y」のVol. 12, No. 10のページ1720〜1727に記載された
B.Wedding他の「10-Gb/s optical transmission up to
253 km Via Standard Single-Mode Fiber Using the Me
thod of Dispersion-Supported Transmission（分散サ
ポート伝送方法を使用した、標準シングルモード・ファ
イバを介する253kmに達した１０ギガビット／秒光伝
送）」によって開示される、分散サポート伝送（disper
sion-supported transmission:ＤＳＴ）技術をも参照す
る。ＤＳＴ技術は、ＮＲＺの２進信号によるレーザダイ
オードの直接変調を使用してＦＳＫ光信号を生成し、分
散光ファイバにおけるＦＭ−ＡＭ変換を使用して、光受
信機でＡＭ成分を直接検出する。従って、ＤＳＴ技術
は、ファイバの色分散に依存して、ＦＳＫ成分間の群遅
延をビット持続時間に適合させるようＦＳＫ光信号の周
波数偏移が調整されることを必要とする。それに加え
て、変換された光信号の検出されたＡＭ成分からのＮＲ
Ｚ２進信号の復元は、たとえば積分器および決定回路に
よって、追加の処理を必要とする。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、比較的技
術的な複雑さが低く、比較的コストのかからない、アレ
イ伝送に適切または有利でありえる方法で、長距離にわ
たる高速信号の光信号伝送を容易にすることを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明の1つの側面
は、２進信号を表す振幅変調された光信号を生成する方
法を提供する。この方法は、２進信号を符号化して、２
進信号の第１の状態を表す２つの外側のレベルおよび２
進信号の第２の状態を表す中間レベルを持つ３レベルの
符号化信号を生成するステップと、３レベルの符号化信
号に従って周波数変調された光信号を生成するステップ
と、その周波数に従って周波数変調された光信号を光学
的に変換し、２進信号の第１および第２の状態を表す第
１および第２の振幅を持つ振幅変調された光信号を生成
するステップとを含む。
【００１４】周波数変調された光信号を生成するステッ
プは、符号化信号によって半導体レーザを直接的に変調
するステップを含むのが好ましい。
【００１５】符号化するステップは、係数（１−Ｄ）お
よび（１＋Ｄ）を持つ多項式に従って２進信号を符号化
するのが好ましく（ここで、Ｄは、２進信号の遅延演算
子である）、２進信号の変形デュオバイナリ符号化（モ
ディファイド・デュオバイナリ符号化という）およびプ
リコード化を備えるのが良い。したがって、符号化信号
は、２進信号と比較して（半分に）低減された帯域幅を
持ち、実質的にゼロのd.c.（直流）成分を持ち、かつ相
対的に低周波エネルギーをほとんど持たない。これによ
り、低減されたスペクトル占有を持ち、かつ実質的な搬
送周波数成分を持たない光信号の生成が可能になり、直
接変調されたレーザの低周波の非均一性の問題を実質的
に低減する。
【００１６】周波数変調された光信号を光学的に変換す
るステップは、２進信号の２つの状態を表す異なる光信
号周波数について干渉の強め合いおよび弱め合いを生成
する２つの経路を持つ干渉フィルタを介して、光信号を
伝えるステップを含むのが好ましい。２進信号の１およ
びゼロビットを、周波数変調された光信号のそれぞれの
周波数によって表すことができ、干渉フィルタは、その
それぞれの周波数について、干渉の強め合いおよび弱め
合いをそれぞれ提供する。こうして、光受信機で受け取
られるとき、光信号からの２進信号の直接的な復元を容
易にする。この方法は、２進信号のゼロビットに対する
干渉フィルタの最大の弱め合いの干渉について、周波数
変調された光信号の中心周波数を制御するステップを含
むのが望ましい。
【００１７】したがって、干渉フィルタの２つの経路
は、２進信号のビット周期と同じオーダーの、光信号の
時間遅延差を提供するのが良い。
【００１８】この発明の他の側面は、複数の２進信号を
伝送する方法を提供する。この方法は、複数の光学的に
多重化された、振幅変調された光信号を生成するステッ
プを含む。それぞれの光信号は、上記の方法によって、
複数の２進信号のそれぞれ１つを表す。２進信号を符号
化するステップおよび周波数変調された光信号を生成す
るステップは、それぞれの２進信号について個々に実行
され、異なる中心周波数を持つそれぞれの周波数変調さ
れた光信号を生成する。また、この方法は、周波数変調
された光信号を光学的に結合するステップを含む。周波
数変調された光信号を光学的に変換するステップは、１
つの干渉フィルタを使用し、結合された、周波数変調さ
れた光信号について実行される。
【００１９】周波数変調された光信号を光学的に結合す
るステップは、それぞれの周波数チャネルに従って、周
波数変調された光信号を光学的にフィルタリングするス
テップを含むのが好ましい。
【００２０】さらに、この発明の他の側面は、２進信号
を表す振幅変調された光信号を生成する方法を提供す
る。この方法は、２進信号を符号化して、２進信号の第
１の状態を表す２つの外側のレベルおよび２進信号の第
２の状態を表す中間レベルを持つ３レベルの符号化信号
を生成するステップと、３レベルの符号化信号に従って
変調された偏光で光信号を生成するステップと、その偏
光に従って光信号をフィルタリングし、２進信号の第１
および第２の状態を表す第１および第２の振幅を持つ振
幅変調された光信号を生成するステップとを含む。
【００２１】こうして、偏光変調および偏光フィルタ
を、周波数変調および干渉フィルタの代わりに使用する
ことができる。この場合、２進信号の１およびゼロビッ
トは、変調された光信号の直交偏光によって表され、フ
ィルタリングのステップは、直交偏光によって表された
光信号に対して、相対的な伝送および減衰をそれぞれ提
供する。
【００２２】また、この発明は、光信号送信機を提供す
る。この送信機は、２進信号を符号化して、２進信号の
第１の状態を表す２つの外側のレベルおよび２進信号の
第２の状態を表す中間レベルを持つ３レベルの符号化信
号を生成する符号器と、符号化信号によって直接変調し
て、周波数変調された光信号を生成する半導体レーザ
と、周波数変調された光信号が供給され、周波数変調さ
れた光信号の異なる周波数において、干渉の強め合いお
よび弱め合いによって振幅変調された光信号を生成する
干渉フィルタと、を備える。
【００２３】さらに、この発明は、光伝送システムを提
供する。このシステムは、それぞれの２進信号を符号化
して、それぞれの３レベルの符号化信号を生成する複数
のＮ個の符号器を備える。それぞれの３レベルの符号化
信号は、それぞれの２進信号と比較して、低減された帯
域幅およびd.c.成分を持つ。また、システムは、それぞ
れの符号化信号によってそれぞれ直接変調されるＮ個の
半導体レーザを備え、異なる周波数領域を持つＮ個の周
波数変調された光信号のそれぞれを生成する。また、こ
のシステムは、周波数変調された光信号のそれぞれの周
波数領域において、周波数変調された光信号を結合する
よう構成された光コンバイナを備える。また、システム
は、結合された、周波数変調された光信号が供給される
光干渉フィルタを備える。干渉フィルタは、それぞれの
周波数変調された光信号の異なる周波数における干渉の
強め合いおよび弱め合いによって、前記それぞれの周波
数領域のそれぞれにおいて、光信号の振幅変調を生成す
る。振幅変調は、それぞれの２進信号の２進状態を表す
２つの状態を提供する。
【００２４】さらに、この発明は、光信号送信機を提供
する。この送信機は、２進信号を符号化して、３レベル
の符号化信号を生成するよう構成された符号器を備え
る。３レベルの符号化信号は、２進信号と比較して、低
減された帯域幅およびd.c.成分を持つ。また、送信機
は、３レベルの符号化信号に従って、光信号の偏光を変
調するよう構成された変調器と、その偏光に依存して光
信号をフィルタリングし、２進信号の第１および第２の
状態を表す第１および第２の振幅を持つ振幅変調された
光信号を生成するよう構成された偏光フィルタとを備え
る。
【００２５】また、この発明は、ここで開示され、個々
におよび／または集合的に特許請求の範囲で開示された
様々な特徴のすべての有用な、新規な、そして発明的な
組み合わせおよび副次的な組み合わせにまで及ぶ。
【００２６】
【発明の実施の形態】図面を参照すると、図１は、この
発明の実施形態に従う光信号送信機、すなわち光伝送シ
ステムのブロック図を示す。図１の光送信機には、入力
ライン１２を介して２進の電気信号が供給され、符号化
された電気信号をライン１４上に生成する符号器１０を
備える。また、送信機は、ライン１４上の符号化された
電気信号によって直接変調され、光路１８上に光信号を
生成する半導体レーザと、経路１８上の光信号が供給さ
れ、光路２２上に結果としての光信号を生成する光学干
渉フィルタ２０を備える。光路２２は、たとえば長距離
信号モードの光ファイバであることができ、光信号を遠
方の光受信機に伝える。また、光送信機は、示されるよ
うに光路２２、または光路１８において、オプションで
あることを示す点線で示されているように、光学フィル
タ２４をオプションとして備えることができる。
【００２７】符号器１０は、ライン１２上の２進入力信
号を、３レベルすなわち３値の信号に変換し、この信号
は、ライン１４上の符号化された電気信号を構成する。
符号器１０は、既知の方法において、および以下に記述
されるように、プリコーダを取り入れて、エラー伝搬を
避けるのが望ましい。ライン１２上の２進入力信号は、
たとえば２．５Ｇｂ／ｓまたはそれ以上の、高ビットレ
ートの２進ＮＲＺ信号である。ライン１４上の３レベル
の符号化された電気信号は、２つの外側のレベル（例え
ば、等しい大きさの正および負の電圧）と、１つの中間
すなわち内側のレベル（たとえば、ゼロの電圧）を持
つ。前者の２つは、２進入力信号の第１の状態（たとえ
ば、２進の１）を表し、後者は、２進入力信号の第２の
状態（たとえば、２進のゼロ）を表す。
【００２８】符号器１０によって実行される符号化機能
は、前述したように、ライン１４上に符号化された３レ
ベルの信号を生成して、光受信機による最終的な光信号
の受信を容易にするだけでなく、以下の特性の最適な組
合せを提供するよう選ばれる。 （ａ）符号化された信号の帯域幅が、２進入力信号の帯
域幅より実質的に少ない（たとえば、半分）。 （ｂ）符号化された信号のエネルギーが、ゼロ周波数
（d.c.）において実質的にゼロ。 （ｃ）符号化された信号の低周波エネルギーが、相対的
にほとんど無い。
【００２９】特性（ａ）は、符号化された信号の低減さ
れた帯域幅により光信号の色分散が低減されるので望ま
しく、前述したように、このことは、高速で長距離の光
通信に対する重要な制限因子である。この特性を、従来
技術で言及したように、従来技術のデュオバイナリ符号
化によって満たすことができるが、ＡＭＩ（alternate
mark inversion；交互マーク反転）すなわちバイポーラ
符号化によって、またはマンチェスター符号化によって
は満たされない点に注意すべきである。
【００３０】特性（ｂ）は、結果としての光信号から任
意の搬送周波数成分を除去し、これは、スペースが密に
配置された光の波長を持つアレイ伝送システムの重要な
問題である、いわゆる四波混合を減らすのに望ましい。
【００３１】レーザ１６を直接変調する電気信号におい
て、特性（ｃ）は、低周波（例えば、およそ２０ＭＨｚ
以下）のエネルギー成分を実質的に削減し、それによ
り、そのような周波数におけるレーザーの非均一なＦＭ
の不所望な熱の影響を実質的に低減する。この特性は、
先行技術のＡＭＩ符号化によって満たされるが、デュオ
バイナリ符号化によっては満たされないことに注意すべ
きである。
【００３２】図２および図３は、パーシャル・レスポン
ス・シグナリング（partial response signaling ; Ｐ
ＲＳ）として一般的に知られている範疇にあるいくつか
の符号化機能についての、２進信号のゼロから半分のシ
ンボルレートまたはビットレートの相対周波数に対する
相対振幅スペクトルを示す。この点に関して、例えばP.
Kabal他による1975年9月の「IEEE Transactions on Co
mmunications」のVolume COM-23, No. 9におけるページ
921〜934の「Partial-Response Signaling（パーシャル
・レスポンス・シグナリング）」を参照する。この論部
では、（１＋Ｄ）および／または（１−Ｄ）の組み合わ
せ（ここで、Ｄは遅延演算子である）である多項式によ
って、これらのＰＲＳ関数が記述されている。
【００３３】図２において、曲線３０は、ＰＲＳ多項式
（１−Ｄ）の振幅スペクトルを表し、これは、前述した
ＡＭＩ符号化に対応する。これは、d.cにおいてゼロ振
幅を持ち、低周波数において比較的小さい振幅を持つけ
れども（特性（ｂ）および（ｃ））、０．５の相対周波
数に向かって振幅が増加し、よって特性（ａ）は満たさ
れない、ということがわかる。また、図２における曲線
３２は、ＰＲＳ多項式（１＋Ｄ）の振幅スペクトルを表
し、これは、従来のデュオバイナリ符号化を構成し、Ｐ
ＲＳのクラス１と呼ばれる。これは、０．５の相対周波
数においてゼロ振幅を持ち、特性（ａ）を満たすけれど
も、d.c.および低周波数において振幅が実質的にあり、
特性（ｂ）および（ｃ）は満たされない、ということが
わかる。
【００３４】図３において、曲線３４は、ＰＲＳ多項式
（１＋Ｄ）（１−Ｄ）＝１−Ｄ2の振幅スペクトルを表
し、これは、モディファイド・デュオバイナリ（modifi
ed duobinary；ＭＤＢ）符号化と一般に呼ばれ、またＰ
ＲＳのクラス４と呼ばれる。これは、d.c.および０．５
の相対周波数においてゼロの振幅を持ち、低周波数にお
いて比較的小さい振幅を持つので、特性（ａ）、（ｂ）
および（ｃ）のすべてを満たすということがわかる。
【００３５】さらに、図３における曲線３６は、ＰＲＳ
多項式（１＋Ｄ）2（１−Ｄ）＝１＋Ｄ−Ｄ2−Ｄ3の振
幅スペクトルを表し、曲線３８は、ＰＲＳ多項式（１＋
Ｄ）（１−Ｄ）2＝１＋Ｄ−Ｄ2＋Ｄ3の振幅スペクトル
を表す。これらはまた、ポリバイポーラ（polybipola
r）符号化、すなわち一般化または変形モディファイド
・デュオバイナリ符号化とも呼ばれる。これらは、d.c.
および０．５の相対周波数においてゼロの振幅を持ち、
低周波数において比較的小さい振幅を持つので、特性
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）のすべてを満たす、という
ことがわかる。この発明の現在の好ましい実施形態にお
いては、図１の符号器１０は、モディファイド・デュオ
バイナリ符号器およびプリコーダ（precoder）によって
構成される。モディファイド・デュオバイナリ符号器お
よびプリコーダの適切な形態は、それら自体知られてい
るが、そのようなモディファイド・デュオバイナリ符号
器およびプリコーダの詳細な形態について、図４を参照
して以下に説明する。図４を参照すると、ＭＤＢ符号器
およびプリコーダは、モジュロ２加算器（これは、モジ
ュロ２減算器と同じである）すなわち排他的論理和（Ｘ
ＯＲ）ゲート４０、加算器４２および遅延素子４４から
構成される。加算器４２は、正（＋）および負(−)の入
力を持ち、減算を実行する。遅延素子４４は、２ｔの遅
延を提供する。ここで、ｔは、符号化されるべき入力信
号の２進数字ｘkの周期である。それぞれの入力ビット
ｘkが、ＸＯＲゲート４０の一方の入力に供給され、Ｘ
ＯＲゲート４０の出力が、プリコード化されたビットａ
kである。それぞれのビットａkは、加算器４２の正入力
に供給される。また、それぞれのビットａkは、遅延ユ
ニット４４によって２ビット周期だけ遅延され、遅延さ
れプリコード化されたビットａk-2を生成する。この遅
延されプリコード化されたビットは、ＸＯＲゲート４０
の他方の入力に供給され、さらに加算器４２の負入力に
も供給される。加算器４２の出力は、符号化されたシン
ボルｙkを生成する。こうして、以下の式（１）が導か
れる。
【００３６】
【数１】 例として、以下の表１は、２つの任意の初期プリコード
化ビットａkがあるときの、ビットｘkの任意のシーケン
スに対するｋ、ａkおよびｙkの値を表す。
【００３７】
【表１】
【００３８】上記の例からわかるように、モディファイ
ド・デュオバイナリのプリコード化および符号化の組み
合わせは、それぞれのゼロビットのｘkに対してゼロ値
のｙkを生成し、２進の１値のビットｘkに対して±１値
のｙkを生成する。したがって、それぞれのシンボルｙk
の大きさは、それぞれのビットｘkの値を直接的に表
し、いかなるエラー伝搬も無い（すなわち、シンボルｙ
kがエラーを含む場合、それは１ビットにしか影響しな
い）。したがって、光受信機における元の２進信号の直
接検出および復元を容易にすることができる。
【００３９】ここでの記述は、上記の理由により、モデ
ィファイド・２進符号化およびプリコード化に関するけ
れども、プリコード化の有無にかかわらず、符号化の他
の形式を代替的に使用して、上記の特性を持つ３レベル
の符号化信号を提供することができるのは、明らかであ
る。特に、ポリバイポーラ符号化を、図３の曲線３６お
よび３８を参照して記述したように、プリコード化と共
にエラー伝搬を回避するのに使用することができる。Ｍ
ＤＢおよびポリバイポーラ符号化の両方が、（１−Ｄ）
および（１＋Ｄ）を係数として持つＰＲＳ多項式を使用
し、前者の（１−Ｄ）は、ゼロ周波数においてゼロ振幅
を提供し、後者の（１＋Ｄ）は、０．５の相対周波数に
おいてゼロ振幅を提供するという点に注意されたい。
【００４０】図１のライン１４上の符号器１０の出力に
おいて前述したように生成された３レベルのシンボルｙ
kは、当該分野で既知の適切な振幅およびバイアスで、
変調信号として半導体レーザ１６に供給され、レーザに
よって生成される光信号の所望の周波数変調を提供す
る。たとえば、レーザ１６は、約１５５７ｎｍの光信号
波長を持つＤＦＢ半導体レーザであることができ、その
バイアス電流は、ライン１４上の符号化信号によって直
接変調される。従って、半導体のキャリアおよびフォト
ンの密度の変化のために、経路１８上の光信号は、小さ
い（たとえば、約１〜２％）振幅変調、および周波数変
調（ＦＭ）で生成される。振幅変調は、この発明におい
てはほとんどまたは全く重要でないと考えられるので、
ここでそれ以上の議論はしない。ＦＭは、符号化信号の
中間値であるゼロ値に対応する光学信号の中心周波数
（たとえば、ｆ０）の上下において、所望の周波数偏移
（すなわち周波数シフト）、たとえばライン１４上の符
号化信号の±１の値に対して量±Δｆの偏移を生成す
る。
【００４１】周波数f０の両側においてＦＭによって提
供される周波数偏移Δｆの正確な量は、この発明には重
大でないと考えられ、この量を広く変更することができ
る。また、最適な偏移を、特定の環境における試行錯誤
またはシミュレーションによって求めることができる。
しかし、高ビットレートのシステムについて、適切に見
える適当な選択は、光信号の周波数偏移Δｆを、送信さ
れている信号のビットレートの約半分に対応させること
である。すなわち、２．５Ｇｂ／ｓのビットレートに対
して１．２５ＧＨｚにする。こうして、シンボルｙkの
外部の値、すなわち±１に対応する周波数の間におい
て、経路１８上の光信号の総周波数偏移２Δｆが、ビッ
ト（またはシンボル）レートに対応するようにする。す
なわち、２．５Ｇｂ／ｓのビットレートに対して２．５
ＧＨｚとなる。以下の記述ではこのような選択を仮定す
るが、周波数偏移の他の選択を行うことも可能である。
【００４２】上記の記述から、特性（ａ）、（ｂ）およ
び（ｃ）のすべてが、符号器１０の符号化によって提供
されるので、経路１８上のＦＭ光信号を生成するための
レーザ１６の直接変調は、前述したように、高ビットレ
ート信号の長距離光伝送について、いくつかの重要な制
限因子を実質的に低減する。
【００４３】上記に記述され、図１に示されるように、
光路１８上のＦＭ光信号は、光学干渉フィルタ２０に供
給され、光学干渉フィルタ２０からの出力光信号は、オ
プションの光学フィルタ２４および光路２２を介して、
最終的には光信号受信機（図１には図示せず）に供給さ
れる。以下の記述では、フィルタ２４が存在して図１に
示される光路２２上に位置すると仮定するが、前述した
ように、代替的にはこのフィルタ２４を省略してもよ
く、または光路１８上に提供するようにしてもよい。よ
り一般的には、図１の光信号送信機において、フィルタ
２０および２４と、光路１８および２２は、すべて直列
に光路上に存在するので、これらを、所望の順番または
方法で提供することができる。このように、フィルタ２
０および２４（存在するならば）は、図１に示されるよ
うに、光信号送信機の一部として提供されるのが好まし
い。代替的に、それらのいずれかまたは両方を、光路２
２の受信端に設けることもできる。この明細書では、用
語「光送信機」を、これらのことを含むものとして使用
する。
【００４４】図５に概略的に示されるように、干渉フィ
ルタ２０は、経路１８上の光信号が供給される光スプリ
ッタ５０を備えるマッハ−ツェンダー（ＭＺ）干渉計の
形態であるのが望ましい。光コンバイナ５２は、光信号
を光路２２に提供する。また、光スプリッタ５０および
光コンバイナ５２の間に、経路５４および５６が提供さ
れ、その間に、相対光信号遅延すなわち差分光信号遅延
５８がある。既知であるように、そのような干渉フィル
タは、光信号遅延５８が光信号の波長の整数倍であり、
結合される信号間にゼロの位相差を生成するときは最大
の強め合いの干渉を、光信号遅延５８が光信号の［波長
の整数倍＋半波長］（すなわち、半波長の奇数倍）であ
り、結合される信号間に±πの位相差を生成するときは
最大の弱め合いの干渉を、経路５４および５６の光信号
から、経路２２に供給される光信号のためのコンバイナ
５２に提供する。これらの強め合いおよび弱め合いの干
渉は、これらの限界と限界の間で光信号伝送における正
弦波の変動を伴う。
【００４５】図６は、光信号の周波数を変化させて、所
与の光信号遅延５８に対する、干渉フィルタ２０によっ
て伝送される光信号の振幅におけるこの正弦波の変動を
示す。光信号遅延５８は、最適には、経路１８上の光信
号の総周波数偏移２Δｆの逆数である遅延Ｔを提供する
ので、図６に示されるように、この正弦波変動の周期
は、（図６の周波数スケールについて）２Δｆ＝１／Ｔ
である。上記の例では、２Δｆ＝２．５ＧＨｚであり、
よって光信号遅延Ｔ＝４００ｐｓである（前述した選択
を考慮すると、これは、伝送される電気信号のビットま
たはシンボル周期でもある）。
【００４６】また、光信号遅延Ｔは、中心周波数ｆ０に
おいて、光信号の［波長の整数倍＋半波長］にちょうど
等しいよう決定されるので、最大の弱め合いの干渉があ
り、図６の点Ｃに示されるように、この周波数におい
て、経路２２に伝送される光信号の最小振幅を生成す
る。したがって、シンボルｙkの±１値の周波数に対応
する光信号周波数ｆ０±Δｆにおいて、干渉フィルタ２
０は最大の強め合いの干渉を提供し、よって、図６の点
ＡおよびＢに示されるように最大の光信号伝送を提供す
る。結果として、干渉フィルタに供給される光信号のＦ
Ｍは、経路２２に接続された干渉フィルタ２０の出力に
おいて生成された光信号の振幅変調（ＡＭ）に変換さ
れ、点Ｃにおける最小振幅は、シンボルｙkのゼロ値お
よびビットｘkのゼロ値に対応し、点ＡおよびＢにおけ
る最大振幅は、シンボルｙkの±１値およびビットｘkの
１値に対応する。したがって、干渉フィルタ２０の出力
において生成され、光路２２を介して伝送される光信号
を、光受信機において直接的に振幅検出し、さらなる処
理も復号化も行うことなく、２進入力信号を直接的に復
元することができるのがわかる。
【００４７】オプションの光学フィルタ２４は、周波数
ｆ０に中心が置かれた、たとえばガウス形の通過帯域を
持ち、たとえば４Δｆ（５ＧＨｚ）のＦＷＨＭ（半波高
全幅値）帯域幅を持つインライン型の光学フィルタであ
り、図６に示されるように、干渉フィルタ２０によって
伝送される光信号の振幅における正弦波変動の２つの周
期を含む。こうして、このオプションの光学フィルタ２
４は、経路２２を介して伝送される光信号の周波数を、
約ｆ０±２Δｆの所望の周波数領域に制限するよう動作
する。
【００４８】代わりに、中心周波数ｆ０を、干渉フィル
タ２０の正弦波変動の最大の強め合い干渉点に対応させ
て、干渉フィルタ２０によって生成される光信号を反転
することができるのは、明らかである（最大光信号の振
幅が０ビットを表し、最小光信号の振幅が１ビットを表
す）。また、上記の形態は、ＦＭからＡＭに変換するの
に（より正確にいうと、ＦＭからＡＭを生成する。なぜ
なら、干渉フィルタ２０の出力信号は、振幅および周波
数の両方で変調されるからである）、理想的かつ最適な
干渉フィルタの動作を表すことがわかる。なぜなら、Ｆ
Ｍ光信号は、瞬時には変化しないが、ビットまたはシン
ボル周期ｔのできる限りの重要な部分にわたって徐々
に、すなわち周波数ｆ０、ｆ０−Δｆおよびｆ０＋Δｆ
の間で徐々に変化することができるので、理想的であ
る。また、干渉フィルタ応答の正弦波変動の最大および
最小に対するこれらの周波数ｆ０、ｆ０−Δｆおよびｆ
０＋Δｆの変動、および異なる応答が、経路２２上にな
お有用なＡＭ光信号を提供しながら存在することができ
るので、最適である。この異なる応答は、中心周波数ｆ
０に関して非対称であることができ、異なる種類の干渉
フィルタ２０で発生してもよい。
【００４９】上記のような最適な動作は、レーザ１６の
中心周波数ｆ０の維持、および干渉フィルタ２０の遅延
Ｔに依存するので、中心周波数ｆ０が、干渉フィルタに
おける最大の弱め合いの干渉すなわちπの位相変化に対
応して、最小の光信号の振幅を生成するようにする（す
なわち、代替の反転した場合には、最大の強め合いの干
渉すなわちゼロの位相変化に対応し、最大の光信号の振
幅を生成する）。これを、任意の所望な方法で行うこと
がてき、典型的には、熱安定性のためのレーザ１６およ
び干渉フィルタ２０の温度制御、およびフィードバック
ループを介したレーザ１６のバイアス電流の制御を行
い、中心周波数ｆ０の精密な制御を提供する。
【００５０】例として図７を参照すると、図７は、この
目的のために提供された追加の制御ループを備える図１
の光送信機を示す。図７に示されるように、低周波（Ｌ
Ｆ）ディザソース(dither source)７０は、付加的な非
常に小さい（たとえば、０．０５％）振幅変調をレーザ
１６に供給し、同期式光検波器７２は、これを検出する
よう動作する。検波器７２の光入力は、干渉フィルタ２
０の出力に結合され、より具体的には、図５に接続され
ないで示されている光信号コンバイナ５２の第２の出力
分岐に結合される。制御ユニット７４は、同期式検波器
７２の出力に応答して、バイアス電流を制御し、よって
レーザ１６の中心周波数を制御して、検出されるディザ
の強度を最大にする。このことは、中心周波数ｆ０にお
ける、この第２の出力分岐への光信号の最大結合に対応
し、よって、この周波数における、干渉フィルタ２０か
ら経路２２への光信号の最小結合に対応する。このよう
な制御ループを、それぞれのレーザについて直交ディザ
を使用して、以下に記述するようなアレイ伝送システム
におけるそれぞれのレーザの中心周波数に適用すること
ができる。他のおよび代替的な制御ループ構成を、同様
の目的および効果のために設けることができる。
【００５１】上記の光送信機は、図８によって示される
ように、たとえばアレイ伝送システムで使用するよう特
に適合される。
【００５２】図８に示されるように、たとえば２．５Ｇ
ｂ／ｓの高ビットレートのＮ個の２進信号のそれぞれ
は、Ｎ個のＭＤＢ符号器８０に供給され、簡略化のため
そのうちの２つのみが示されている。たとえば、Ｎ＝４
０の場合、図８のシステムは、合計して１００Ｇｂ／ｓ
の伝送容量を提供し、これは１バンドルと呼ばれる。こ
のような１０バンドルを、波長分割多重（ＷＤＭ）を使
用して多重化し、１Ｔｂ／ｓの総伝送容量を提供するこ
とができる。それぞれの符号器８０の出力は、上記の方
法で、Ｎ個のＤＦＢ半導体レーザ８１のそれぞれを直接
的に変調するのに使用され、それによって、Ｎ個の光路
８２上にそれぞれの光信号を生成する。Ｎ個のレーザ８
１は、たとえば５ＧＨｚ刻みに互いに異なる中心周波数
を持ち、たとえば２００ＧＨｚの周波数帯域にわたって
Ｎ個の光チャネルを提供する。
【００５３】これらの光チャネルは、アレイ導波路（ar
ray waveguide；array WG）マルチプレクサまたはコン
バイナ８３によって１つの光路８４に結合され、この光
路８４は、前述したようにＭＺ干渉計によって構成され
る１つの干渉フィルタ８５につながっている。フィルタ
８５は、上記の光チャネルのＡＭを生成し、それらを光
路８６に供給する。光路８６を、（図８では、はっきり
と示されていない）ＷＤＭを使用して、他のバンドルを
同時に運ぶ長距離シングルモードの光ファイバによって
構成することができる。
【００５４】制御ユニット８７は、干渉フィルタ８５の
第２の出力分岐から導き出された光信号に依存して、Ｎ
個のレーザ８１の中心周波数の直交制御を提供する。こ
の直交制御を、たとえば図７を参照して記述した方法で
提供することができ、または干渉フィルタ８５のこの第
２の出力分岐を、デマルチプレクサを形成する他のアレ
イ導波路（図示せず）を介して、それぞれの制御ループ
光検波器（図示せず）に結合することにより、Ｎ個のレ
ーザのそれぞれについて別個に提供することもできる。
【００５５】光路８６の受信端において、他のアレイ導
波路コンバイナ８８は、デマルチプレクサを形成し、光
チャネルを分離してそれぞれの光信号振幅検出器８９に
供給し、この光信号振幅検出器８９から、Ｎ個の２進信
号が直接的に復元される。
【００５６】光チャネルを結合または分離するよう動作
するアレイ導波路８３および８８のそれぞれは、たとえ
ば、1991年9月の「IEEE Photonics Technology Letter
s」のVol. 3, No. 9のページ812〜815に記載されたC. D
ragoneの「An N x N OpticalMultiplexer Using a Plan
ar Arrangement of Two Star Couplers（２つのスター
カプラーのプラーナ構成を使用したＮ×Ｎの光マルチプ
レクサ）」のような、当該技術分野で既知の原理を使用
して、伝送カプラーによって構成されるのが良い。ま
た、本質的にそのようなカプラーは、それぞれの光チャ
ネルについて、前述した図１のフィルタ２４の機能に対
応する光チャネルのフィルタリング機能を提供する。し
たがって別個の光フィルタ２４は、図８のシステムでは
必要とされない。
【００５７】図８の光伝送システムは、単一光チャネル
について図１から図７を参照して前述した有利さを取り
入れて（特に、直接変調を使用して）、外部変調器のコ
ストおよびリスクを回避するだけでなく、チャネル・フ
ィルタリングを実行する既知の導波路アレイコンバイナ
８３および８８を使用して、Ｎ個のチャネルに対して単
一の干渉フィルタ８５を用い、受信機において直接検出
およびバイナリ信号の復元を行うことができるというこ
とも、特に有利な点である。このように、図８のシステ
ムは、既知のアレイ伝送システムと比較して、実質的な
有利さを提供する。
【００５８】前述したように、レーザは直接的に周波数
変調され、ＦＭは変換されて光信号のＡＭを生成するけ
れども、この発明の原理を、光学的に２レベルのＡＭに
変換することのできる光信号の他のパラメータの３レベ
ル変調にも適用することができ、また、変調されていな
いソースによって光信号を生成し、そのそれぞれのパラ
メータを外部的に変調する光伝送システムにも適用する
ことができる。たとえば、光信号の偏光を、３レベルの
符号化信号によって直接変調または外部変調することが
でき、変調された信号を、偏光フィルタを使用して光学
的にフィルタリングすることにより、ＡＭ光信号に変換
することができる。
【００５９】例として、図９は、変調されていない半導
体レーザのような、光ソース９０からの光信号が、偏光
変調器９２および偏光フィルタ９４を介して経路２２に
結合される光送信機を示す。ライン１２上の２進入力信
号は、上記と同じ方法で３レベル符号器１０によって符
号化され、符号器１０の出力は、偏光変調器９２に供給
されて、３レベルに従って光信号の偏光を制御する。た
とえば、変調器９２の出力において、符号化された３レ
ベル信号のゼロ値は、光信号の水平偏光を生成し、１値
は光信号の垂直偏光を生成する。この場合、垂直偏光で
光信号を通過させ、水平偏光で抑制するよう、偏光フィ
ルタ９４を方向づけることができ、これによって、偏光
変調を、経路２２に供給される光信号の振幅変調に変換
する。図９には１つのチャネルについて示されているけ
れども、そのような代替の構成を、アレイ伝送システム
のために多重化することができる。
【００６０】こうして、この発明の特定の実施形態を詳
細に説明したけれども、上記のものの代替および他の非
常に多くの修正、変更および適応を、特許請求の範囲か
ら逸脱することなく実施することができる。
【００６１】
【発明の効果】比較的技術的複雑さが低く、比較的コス
トがかからない、アレイ伝送に適切または有利な方法
で、長距離にわたる高速信号の光信号伝送を容易にする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に従う、光信号送信機の概
略的なブロック図。
【図２】様々な符号化機能について既知の振幅スペクト
ルを示す図。
【図３】様々な符号化機能について既知の振幅スペクト
ルを示す図。
【図４】既知のモディファイド・デュオバイナリのプリ
コーダおよび符号器を概略的に示す図。
【図５】図１の送信機の干渉フィルタの形態を概略的に
示す図。
【図６】図５の干渉フィルタの動作を説明するのに参照
される振幅変調の図。
【図７】この発明の実施形態に従う、追加の制御ループ
を備える図１の光信号送信機を概略的に示す図。
【図８】この発明の実施形態に従うアレイ伝送システム
を概略的に示す図。
【図９】この発明の代替の実施形態に従う、アレイ伝送
システムを概略的に示す図。
【符号の説明】
１０ 符号器 １６ レーザ ２０ 干渉フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/00 Ｈ０４Ｌ 27/02 27/10 (72)発明者 キム・ビー・ロバーツ カナダ、ケー２アール、１シー６、オンタ リオ、ネピアン、ミッション・イン・グロ ーブ 10 (72)発明者 モーリス・エス・オサリバン カナダ、ケー１ワイ、０エス５、オンタリ オ、オタワ、ジュリアン・アベニュー 24 (72)発明者 リチャード・アール・へイベル カナダ、ケー２ケー、２エヌ５、オンタリ オ、カナタ、ラングフォード・クレセント 40

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２進信号を表す、振幅変調された光信号を
    生成する方法であって、 ２進信号を符号化して、該２進信号の第１の状態を表す
    ２つの外側のレベルおよび該２進信号の第２の状態を表
    す中間レベルを持つ３レベルの符号化信号を生成するス
    テップと、 前記３レベルの符号化信号に従って、周波数変調された
    光信号を生成するステップと、 前記周波数変調された光信号を、該信号の周波数に従っ
    て光学的に変換し、前記２進信号の第１の状態および第
    ２の状態を表す振幅変調された光信号を生成するステッ
    プと、 を含む振幅変調された光信号を生成する方法。
  2. 【請求項２】前記周波数変調された光信号を生成するス
    テップが、前記符号化信号によって半導体レーザを直接
    変調するステップを含む請求項１に記載の光信号を生成
    する方法。
  3. 【請求項３】前記周波数変調された光信号を光学的に変
    換するステップが、前記２進信号の２つの状態を表す異
    なる光信号の周波数に対して強め合いおよび弱め合いの
    干渉を生成する２つの経路を持つ干渉フィルタを介し
    て、前記光信号を伝達するステップを含む請求項２に記
    載の光信号を生成する方法。
  4. 【請求項４】前記２進信号の１およびゼロビットが、前
    記周波数変調された光信号のそれぞれの周波数によって
    表され、前記干渉フィルタが、前記それぞれの周波数に
    ついて、強め合いおよび弱め合いの干渉をそれぞれ提供
    するようにした請求項３に記載の光信号を生成する方
    法。
  5. 【請求項５】前記２進信号のゼロビットに対する前記干
    渉フィルタの最大の弱め合いの干渉について、前記周波
    数変調された光信号の中心周波数を制御するステップを
    含む請求項４に記載の光信号を生成する方法。
  6. 【請求項６】前記干渉フィルタの２つの経路が、前記２
    進信号のビット周期と同じオーダーの、光信号の時間遅
    延差を提供するようにした請求項３に記載の光信号を生
    成する方法。
  7. 【請求項７】前記符号化するステップが、係数（１−
    Ｄ）および（１＋Ｄ）を持つ多項式（Ｄは、遅延演算
    子）に従って、前記２進信号を符号化するようにした請
    求項３に記載の光信号を生成する方法。
  8. 【請求項８】前記符号化するステップが、前記２進信号
    のモディファイド・デュオバイナリ符号化およびプリコ
    ード化を含むようにした請求項３に記載の光信号を生成
    する方法。
  9. 【請求項９】前記符号化するステップが、係数（１−
    Ｄ）および（１＋Ｄ）を持つ多項式（Ｄは、遅延演算
    子）に従って、前記２進信号を符号化するようにした請
    求項２に記載の光信号を生成する方法。
  10. 【請求項１０】前記符号化するステップが、前記２進信
    号のモディファイド・デュオバイナリ符号化およびプリ
    コード化を含むようにした請求項２に記載の光信号を生
    成する方法。
  11. 【請求項１１】前記符号化するステップが、係数（１−
    Ｄ）および（１＋Ｄ）を持つ多項式（Ｄは、遅延演算
    子）に従って、前記２進信号を符号化するようにした請
    求項１に記載の光信号を生成する方法。
  12. 【請求項１２】前記符号化するステップが、前記２進信
    号のモディファイド・デュオバイナリ符号化およびプリ
    コード化を含むようにした請求項１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】複数の光学的に多重化された、振幅変調
    された光信号を生成するステップを含む、複数の２進信
    号を伝送する方法であって、 前記振幅変調された光信号のそれぞれは、請求項３の方
    法によって生成され、前記複数の２進信号のそれぞれを
    表しており、 前記２進信号を符号化するステップおよび前記周波数変
    調された光信号を生成するステップが、それぞれの２進
    信号について個々に実行され、異なる中心周波数を持つ
    それぞれの周波数変調された光信号を生成し、 該方法は、前記周波数変調された光信号を光学的に結合
    するステップを含み、該周波数変調された光信号を光学
    的に変換するステップが、１つの干渉フィルタを使用し
    て、前記結合された、周波数変調された光信号に対して
    実行されるようにした方法。
  14. 【請求項１４】前記周波数変調された光信号を光学的に
    結合するステップが、それぞれの周波数チャネルに従っ
    て、前記周波数変調された光信号を光学的にフィルタリ
    ングするステップを含む請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】それぞれの２進信号の１およびゼロビッ
    トが、それぞれの周波数変調された光信号のそれぞれの
    周波数によって表され、干渉フィルタが、該それぞれの
    周波数について、強め合いおよび弱め合いの干渉をそれ
    ぞれ提供するようにした請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】それぞれの２進信号のゼロビットに対す
    る前記干渉フィルタの最大の弱め合いの干渉について、
    前記それぞれの周波数変調された光信号の中心周波数を
    制御するステップを含む請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】前記符号化するステップが、係数（１−
    Ｄ）および（１＋Ｄ）を持つ多項式（Ｄは、遅延演算
    子）に従って、前記それぞれの２進信号を符号化するよ
    うにした請求項１４に記載の方法。
  18. 【請求項１８】前記符号化するステップが、それぞれの
    ２進信号のモディファイド・デュオバイナリ符号化およ
    びプリコード化を含むようにした請求項１４に記載の方
    法。
  19. 【請求項１９】２進信号を表す、振幅変調された光信号
    を生成する方法であって、 前記２進信号を符号化して、該２進信号の第１の状態を
    表す２つの外側のレベルおよび該２進信号の第２の状態
    を表す１つの中間レベルを持つ３レベルの符号化信号を
    生成するステップと、 前記３レベルの符号化信号に従って変調された偏光で光
    信号を生成するステップと、 該偏光に従って前記光信号をフィルタリングし、前記２
    進信号の第１および第２の状態を表す第１および第２の
    振幅を持つ振幅変調された光信号を生成するステップ
    と、 を含む光信号を生成する方法。
  20. 【請求項２０】前記２進信号の１およびゼロビットが、
    前記変調された光信号の直交偏光によって表され、前記
    光信号をフィルタリングするステップが、該直交偏光に
    よって表された変調された光信号に対して、相対的な伝
    送および減衰をそれぞれ提供するようにした請求項１９
    に記載の方法。
  21. 【請求項２１】前記符号化するステップが、係数（１−
    Ｄ）および（１＋Ｄ）を持つ多項式（Ｄは、遅延演算
    子）に従って、前記２進信号を符号化する請求項１９に
    記載の方法。
  22. 【請求項２２】前記符号化するステップが、前記２進信
    号のモディファイド・デュオバイナリ符号化およびプリ
    コード化を含むようにした請求項１９に記載の方法。
  23. 【請求項２３】２進信号を符号化して、該２進信号の第
    １の状態を表す２つの外側のレベルおよび該２進信号の
    第２の状態を表す１つの中間レベルを持つ３レベルの符
    号化信号を生成する符号器と、 前記符号化信号によって直接変調され、周波数変調され
    た光信号を生成する半導体レーザと、 前記周波数変調された光信号が供給され、前記周波数変
    調された光信号の異なる周波数における強め合いおよび
    弱め合いの干渉によって振幅変調された光信号を生成す
    る光学干渉フィルタと、 を備える光信号送信機。
  24. 【請求項２４】前記干渉フィルタが、前記２進信号の１
    およびゼロビットをそれぞれ表す周波数変調された光信
    号のそれぞれの周波数について、強め合いおよび弱め合
    いの干渉を提供するようにした請求項２３に記載の光信
    号送信機。
  25. 【請求項２５】前記２進信号のゼロビットに対する前記
    干渉フィルタの最大の弱め合いの干渉について、前記周
    波数変調された光信号の中心周波数を制御する制御ルー
    プを備える請求項２４に記載の光信号送信機。
  26. 【請求項２６】前記干渉フィルタが、前記２進信号のビ
    ット周期と同じオーダーの遅延差を提供する２つの光信
    号経路を持つようにした請求項２３に記載の光信号送信
    機。
  27. 【請求項２７】前記符号器が、係数（１−Ｄ）および
    （１＋Ｄ）を持つ多項式（Ｄは、遅延演算子）に従っ
    て、前記２進信号を符号化するようにした請求項２３に
    記載の光送信機。
  28. 【請求項２８】前記符号器が、モディファイド・デュオ
    バイナリ符号器およびプリコーダを備えるようにした請
    求項２３に記載の方法。
  29. 【請求項２９】それぞれの２進信号を符号化して、該そ
    れぞれの２進信号と比較して低減された帯域幅およびd.
    c.成分を持つ、それぞれの３レベルの符号化信号を生成
    する複数のＮ個の符号器と、 それぞれの符号化信号によってそれぞれ直接的に変調さ
    れ、異なる周波数領域を持つＮ個の周波数変調された光
    信号のそれぞれを生成するＮ個の半導体レーザと、 前記周波数変調された光信号を、該光信号のそれぞれの
    周波数領域において結合するよう構成された光コンバイ
    ナと、 前記結合された、周波数変調された光信号が供給され、
    該それぞれの周波数変調された光信号の異なる周波数に
    おける強め合いおよび弱め合い干渉によって、光信号の
    振幅変調を、前記それぞれの周波数領域のそれぞれにお
    いて生成する光学干渉フィルタとを備え、 前記振幅変調が、前記それぞれの２進信号の２進状態を
    表す２つの状態を提供するようにした光伝送システム。
  30. 【請求項３０】それぞれの２進信号の１およびゼロビッ
    トが、それぞれの周波数変調された光信号のそれぞれの
    周波数によって表され、前記干渉フィルタが、それぞれ
    の光信号について強め合いおよび弱め合いの干渉をそれ
    ぞれ提供するようにした請求項２９に記載の光伝送シス
    テム。
  31. 【請求項３１】前記それぞれの２進信号のゼロビットに
    対する前記干渉フィルタの最大の弱め合い干渉につい
    て、前記それぞれの周波数変調された光信号の中心周波
    数を制御する制御手段を備える請求項３０に記載の光伝
    送システム。
  32. 【請求項３２】前記それぞれの符号器が、係数（１−
    Ｄ）および（１＋Ｄ）を持つ多項式（Ｄは、遅延演算
    子）に従って、前記それぞれの２進信号を符号化するよ
    うにした請求項２９に記載の光伝送システム。
  33. 【請求項３３】それぞれの符号器が、モディファイド・
    デュオバイナリ符号器およびプリコーダを備えるように
    した請求項２９に記載の光伝送システム。
  34. 【請求項３４】２進信号を符号化して、該２進信号と比
    較して低減された帯域幅およびd.c.成分を持つ３レベル
    の符号化信号を生成する符号器と、 前記３レベルの符号化信号に従って、光信号の偏光を変
    調するよう構成された変調器と、 前記偏光に従って前記光信号をフィルタリングし、前記
    ２進信号の第１および第２の状態を表す第１および第２
    の振幅を持つ振幅変調された光信号を生成するよう構成
    された偏光フィルタと、 を備える光信号送信機。
  35. 【請求項３５】前記２進信号の１およびゼロビットが、
    前記変調された光信号の直交偏光によって表され、前記
    フィルタが、前記直交偏光によって表された光信号に対
    して、相対的な伝送および減衰をそれぞれ提供するよう
    にした請求項３４に記載の光信号送信機。
  36. 【請求項３６】前記符号器が、係数（１−Ｄ）および
    （１＋Ｄ）を持つ多項式（Ｄは、遅延演算子）に従っ
    て、前記それぞれの２進信号を符号化するようにした請
    求項３４に記載の光伝送システム。
  37. 【請求項３７】前記符号器が、モディファイド・デュオ
    バイナリ符号器およびプリコーダを備えるようにした請
    求項１９に記載の光信号送信機。
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