JPH03169131A - 光波通信システムの光等化レシーバ - Google Patents
光波通信システムの光等化レシーバInfo
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- JPH03169131A JPH03169131A JP2293782A JP29378290A JPH03169131A JP H03169131 A JPH03169131 A JP H03169131A JP 2293782 A JP2293782 A JP 2293782A JP 29378290 A JP29378290 A JP 29378290A JP H03169131 A JPH03169131 A JP H03169131A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
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- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
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- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
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-
- G—PHYSICS
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- G02B6/29392—Controlling dispersion
- G02B6/29394—Compensating wavelength dispersion
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明は分散等化のための光波システムの分野に関す
るものであり、このシステムは伝送媒体内での分散効果
に対し，て補正をする． ［従来の技術］ 遅延分散、特にファイバー色分散の結果として、従来の
光波通信システムのビット速度や中継器区間に従来制限
があった。この制限を引き起こす下にあるメカニズムは
相互シンボル干渉である。加えて、単一縦モード半導体
レーザの直接変調は過度な波長チャープ（レーザチャー
プ）を生じ、この波長チャープはファイバーの色分散と
の組合わせで相互シンボル干渉を増加する。レーザチャ
ープ自体は、伝送媒体中で分散がなければ、直接検出光
リンクに有害な結果を生ぜず、他方、ファイバー分散自
体は、レーザチャープがなければ、なお、関連する相互
シンボル干渉によって、ビット速度や中継器区間を制限
する。ファイバー分散と組合わせたレーザチャープの結
果は、Ｐ． Ｊ． Ｃｏｒｖｉｎｉ等著、ｒＪ， Ｌｉ
ｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈＪ 、第ＬＴ−５巻、１１号、
１５９１−５頁（１９８７年） 、Ｄ．Ａ． Ａｔｌａ
ｓ等著、ｒｏｐｔｉｃｓ ＬｅｔｔＪ第１３巻、１１号
、１０３５−７頁（１９８８年） 、Ｊ． Ｃ， Ｃａ
ｒｔｌｅｄｇａ等著， ｒＪ． Ｌｉｇｈｔｖａｖｅ
Ｔｅｃｈ．Ｊ第７巻、３号，５６８−７３頁（１９８
９年）で論じられている。更に，ファイバー分散の効果
は，例えば、Ａ． Ｆ， Ｅｌｒｅｆａｉｅ等著ｒＪ，
Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ丁ｅｃｈ ． Ｊ第６巻、５号、
７０４−６頁（１９８８年）で論じられている．より高
いビット速度と、より長い中継器区間の傾向と共に、レ
ーザチャープの効果を減少するため、従来、種々の等化
技術が提案されている。Ｄ６Ｌｅ Ｃｌｅｒｃｅ等のｒ
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ １ ９ ８ ５工○
ＱＣ−ＥＣＯＣＪ ７７５−８頁を参照。
るものであり、このシステムは伝送媒体内での分散効果
に対し，て補正をする． ［従来の技術］ 遅延分散、特にファイバー色分散の結果として、従来の
光波通信システムのビット速度や中継器区間に従来制限
があった。この制限を引き起こす下にあるメカニズムは
相互シンボル干渉である。加えて、単一縦モード半導体
レーザの直接変調は過度な波長チャープ（レーザチャー
プ）を生じ、この波長チャープはファイバーの色分散と
の組合わせで相互シンボル干渉を増加する。レーザチャ
ープ自体は、伝送媒体中で分散がなければ、直接検出光
リンクに有害な結果を生ぜず、他方、ファイバー分散自
体は、レーザチャープがなければ、なお、関連する相互
シンボル干渉によって、ビット速度や中継器区間を制限
する。ファイバー分散と組合わせたレーザチャープの結
果は、Ｐ． Ｊ． Ｃｏｒｖｉｎｉ等著、ｒＪ， Ｌｉ
ｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈＪ 、第ＬＴ−５巻、１１号、
１５９１−５頁（１９８７年） 、Ｄ．Ａ． Ａｔｌａ
ｓ等著、ｒｏｐｔｉｃｓ ＬｅｔｔＪ第１３巻、１１号
、１０３５−７頁（１９８８年） 、Ｊ． Ｃ， Ｃａ
ｒｔｌｅｄｇａ等著， ｒＪ． Ｌｉｇｈｔｖａｖｅ
Ｔｅｃｈ．Ｊ第７巻、３号，５６８−７３頁（１９８
９年）で論じられている。更に，ファイバー分散の効果
は，例えば、Ａ． Ｆ， Ｅｌｒｅｆａｉｅ等著ｒＪ，
Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ丁ｅｃｈ ． Ｊ第６巻、５号、
７０４−６頁（１９８８年）で論じられている．より高
いビット速度と、より長い中継器区間の傾向と共に、レ
ーザチャープの効果を減少するため、従来、種々の等化
技術が提案されている。Ｄ６Ｌｅ Ｃｌｅｒｃｅ等のｒ
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ １ ９ ８ ５工○
ＱＣ−ＥＣＯＣＪ ７７５−８頁を参照。
更に，ファイバー分散とレーザチャープの組合わせ効果
を妨げるため、伝送される光信号にチャープを賦課する
ために技術を採用する半導体レーザ増幅器が使用されて
いる。
を妨げるため、伝送される光信号にチャープを賦課する
ために技術を採用する半導体レーザ増幅器が使用されて
いる。
Ｎ． Ａ． Ｏｌｓｓｏｎ等のｒＥ１ｅｃｔｒｏｎ．
Ｌｅｔｔ．，Ｊ第２５巻，９号、６０３−５頁（１９８
９年）参照。上記のアプローチは，トランスミッタ一源
、即ち、レーザにおいて，直接、レーザチャープの効果
を減少するものである。別のアプローチでは、伝送ファ
イバーの色分散と対向する強い色分散を持つ伝送媒体を
利用することにより，レシーバで直接，分散の生しる効
果を減少することに焦点を合わせている。特に、レーザ
チャープやファイバー分散の効果を減少するため，単一
モードファイバ、分散性格子，光タップ遅延線が説明さ
れている。Ｄ． Ｃ． Ｍａｒｃｕｓｅ著ｒＡｐｐｉ．
ＯｐｔｉｃｓＪ第２０巻、４号、６９６−９頁（１
９ ８ １年）およびＬ， Ｂ． Ｊｅｕｎｈｏ＋ｌ＋
ａｅ著ｒｓｉｎｇｌｅ ＭｏｄｅＦｉｂｅｒ Ｏｐｔｉ
ｃｇ ２ １ ３ − ５頁（１９８３年）参照．等化
に関する上記のアプローチの全てにおいて、低コストと
簡素化を維持しつつ、低い光パワーペナルティを達成す
る場合に問題がある。
Ｌｅｔｔ．，Ｊ第２５巻，９号、６０３−５頁（１９８
９年）参照。上記のアプローチは，トランスミッタ一源
、即ち、レーザにおいて，直接、レーザチャープの効果
を減少するものである。別のアプローチでは、伝送ファ
イバーの色分散と対向する強い色分散を持つ伝送媒体を
利用することにより，レシーバで直接，分散の生しる効
果を減少することに焦点を合わせている。特に、レーザ
チャープやファイバー分散の効果を減少するため，単一
モードファイバ、分散性格子，光タップ遅延線が説明さ
れている。Ｄ． Ｃ． Ｍａｒｃｕｓｅ著ｒＡｐｐｉ．
ＯｐｔｉｃｓＪ第２０巻、４号、６９６−９頁（１
９ ８ １年）およびＬ， Ｂ． Ｊｅｕｎｈｏ＋ｌ＋
ａｅ著ｒｓｉｎｇｌｅ ＭｏｄｅＦｉｂｅｒ Ｏｐｔｉ
ｃｇ ２ １ ３ − ５頁（１９８３年）参照．等化
に関する上記のアプローチの全てにおいて、低コストと
簡素化を維持しつつ、低い光パワーペナルティを達成す
る場合に問題がある。
［発明の要約］
遅延歪、特にファイバー色分散の効果を抑える光等化レ
シーバは，動的に制御可能なフアブリーペロエタロン構
戊体を利用することにより実現される，フィードバック
ループ構或内にあるエタロンの周波数応答を動的に調整
することにより、ファイバー色分散に関する遅延歪の効
果を抑制するため、関連する時間遅延特性を使用でき、
それによって、より高度な伝送ビット速度または，より
長い伝送距離が達成される，一実施例では、フィードバ
ックループ構或で使用される反射性ファブリーペロエタ
ロンと、エタロンの光路長を動的に制御する圧電トラン
スジューサとから光レシーバが成り，エタロン上の光信
号入射中の歪を補正するために必要な遅延量を表わす制
御信号を発生するため、フィードバック回路はエタロン
の端からの出力光信号を監視する．特に、伝送媒体の関
連する遅延歪にほぼ等しいか反対の遅延特性を生じるた
め，エタロンの周波数応答のシフト中に生じるエタロン
の光路長に、制御信号が変化を引き起こす。
シーバは，動的に制御可能なフアブリーペロエタロン構
戊体を利用することにより実現される，フィードバック
ループ構或内にあるエタロンの周波数応答を動的に調整
することにより、ファイバー色分散に関する遅延歪の効
果を抑制するため、関連する時間遅延特性を使用でき、
それによって、より高度な伝送ビット速度または，より
長い伝送距離が達成される，一実施例では、フィードバ
ックループ構或で使用される反射性ファブリーペロエタ
ロンと、エタロンの光路長を動的に制御する圧電トラン
スジューサとから光レシーバが成り，エタロン上の光信
号入射中の歪を補正するために必要な遅延量を表わす制
御信号を発生するため、フィードバック回路はエタロン
の端からの出力光信号を監視する．特に、伝送媒体の関
連する遅延歪にほぼ等しいか反対の遅延特性を生じるた
め，エタロンの周波数応答のシフト中に生じるエタロン
の光路長に、制御信号が変化を引き起こす。
関連する遅延歪にほぼ等しいか斥対の遅延特性を得るよ
うにエタロンの周波数応答をｒＪＲ整するために種々の
フィードバック制御方式を使用できる。例えば，ゼロ復
帰信号法では、信号ビット速度の周波数で検出された光
信号の正弦振幅成分を最大とするように、エタロン周波
数応答を調整してもよい。更に，ゼロ復帰信号法と非ゼ
ロ復帰信号法では、検出した光信号の『アイ開口」が最
大となるように，エタロンの周波数応答を調整する他の
フィードバック制御方式がある。この発明の原理によれ
ば、エタロンの空洞長さを変えることにより、エタロン
の光路長を変化し、エタロンの空洞内に封入される光媒
体の屈折率を変化することにより、上記フィードバック
方式に応じてエタロンの周波数応答をＩＩ！Ｉできる。
うにエタロンの周波数応答をｒＪＲ整するために種々の
フィードバック制御方式を使用できる。例えば，ゼロ復
帰信号法では、信号ビット速度の周波数で検出された光
信号の正弦振幅成分を最大とするように、エタロン周波
数応答を調整してもよい。更に，ゼロ復帰信号法と非ゼ
ロ復帰信号法では、検出した光信号の『アイ開口」が最
大となるように，エタロンの周波数応答を調整する他の
フィードバック制御方式がある。この発明の原理によれ
ば、エタロンの空洞長さを変えることにより、エタロン
の光路長を変化し、エタロンの空洞内に封入される光媒
体の屈折率を変化することにより、上記フィードバック
方式に応じてエタロンの周波数応答をＩＩ！Ｉできる。
［実施例］
光波通信システム内での遅延歪を補正する光波レシーバ
は、動的に制御可能なファブリーペロエタロンを採用す
ることにより実現されている．この発明は、主にレーザ
ーチャープを持つ光信号にとって有害となるファイバー
分散の効果を妨げるため、フ７ブリーペロエタロンを使
用できるという発見に基づいている。特に、ファイバー
は増幅中に一定の周波数応答を有し、波長による傾斜極
性を持ち、時間遅れで線形応答を有することが知られて
いる。他方，ファブリーペロエタロンの周波数応答は同
様に、周波数の限界域を越えて正極性も負極性のある実
質的に線形の時間遅れを有する。ファイバーを匂的に制
御可能なエタロン構八゛体とカスケーデイングし，フィ
ードバック制御ループを介してエタロン周波数応答を適
当に位置決めすることにより、ファイバーの特性を補足
する遅延特性を、ある周波数、即ち、波長域以上でのフ
ァイバー分散の効果を効率的に減少するため発生できる
。
は、動的に制御可能なファブリーペロエタロンを採用す
ることにより実現されている．この発明は、主にレーザ
ーチャープを持つ光信号にとって有害となるファイバー
分散の効果を妨げるため、フ７ブリーペロエタロンを使
用できるという発見に基づいている。特に、ファイバー
は増幅中に一定の周波数応答を有し、波長による傾斜極
性を持ち、時間遅れで線形応答を有することが知られて
いる。他方，ファブリーペロエタロンの周波数応答は同
様に、周波数の限界域を越えて正極性も負極性のある実
質的に線形の時間遅れを有する。ファイバーを匂的に制
御可能なエタロン構八゛体とカスケーデイングし，フィ
ードバック制御ループを介してエタロン周波数応答を適
当に位置決めすることにより、ファイバーの特性を補足
する遅延特性を、ある周波数、即ち、波長域以上でのフ
ァイバー分散の効果を効率的に減少するため発生できる
。
第１図において，光等化のためこの光波レシーバを実現
する光波通信システムの例となるブロックダイアグラム
が示されている。しかしながら、第１図で示す通信シス
テムは例示のためだけであり、限定のためではないこと
を理解すべきである。第１図で示すように、光源１０１
は、電流Ｉ （ｔ）により直接変調される単一縦モード
で作用する半導体レーザーであり、ここで であり、ａｋはＯと工のデータシーケンス、Ｉｐ（ｔ）
は伝送電流パルス，１／Ｔｂは信号ビット伝送速度であ
る。ゼロ復帰（ＲＺ）および非ゼロ復帰（ＮＲＺ）のよ
うな任意の信号フォーマットを、伝送媒体上に光信号１
００を伝送するために使用できる６電流波形Ｉ （ｔ）
は，光信号１００のパルス整形と同様にレーザー寄生を
考慮して予備源フィルター１０２によりフィルタされる
。フィルタされた電流波形に対する光源１０１の応答は
，光子密度、キャリア密度、レーザー空洞内の光位相の
間の相互関係を示す大規模信号速度方程式を解くことに
より決定される。いずれにせよ、レーザー出力の発生す
る電界は、 Ｅ（ｔ）＝ ＩＨＴ「。ｊφ（“）（２）で表わすこと
ができ、ここで．Ｐ（ｔ）はレーザーファセットパヮー
、φ（１）はレーザー位相である。更に波長偏倚とレー
ザーからの光学出力の時間依存との間には簡単な関係が
存在する。レーザー位相の時間微分であるレーザーチャ
ープは，ほぼ、 で与えられ、ここでαは走査線幅増強係数，ｋはレーザ
ーの物理的構成によるパラメータである．比軸的長い距
離伝達のため、レーザー出力Ｅ（ｔ）は長さがＬｋｍの
単一モードフアイパー１０４を介して伝送される。平坦
な増幅応答と、線形グループ遅延とを持つ帯域フィルタ
としてのモデルファイバー１０４は、その周波数応答が
、 で与えられ、ここでＤはファイバー分散、λは波長，Ｃ
は自由空間での光速度、ωは光源１０１の中心周波数か
ら測定したラジアン周波数である。ファイバーの均一ロ
スはここでは関係がなく省略されている．グループ遅延
の勾配はファイバー１０４の色分散により決定される。
する光波通信システムの例となるブロックダイアグラム
が示されている。しかしながら、第１図で示す通信シス
テムは例示のためだけであり、限定のためではないこと
を理解すべきである。第１図で示すように、光源１０１
は、電流Ｉ （ｔ）により直接変調される単一縦モード
で作用する半導体レーザーであり、ここで であり、ａｋはＯと工のデータシーケンス、Ｉｐ（ｔ）
は伝送電流パルス，１／Ｔｂは信号ビット伝送速度であ
る。ゼロ復帰（ＲＺ）および非ゼロ復帰（ＮＲＺ）のよ
うな任意の信号フォーマットを、伝送媒体上に光信号１
００を伝送するために使用できる６電流波形Ｉ （ｔ）
は，光信号１００のパルス整形と同様にレーザー寄生を
考慮して予備源フィルター１０２によりフィルタされる
。フィルタされた電流波形に対する光源１０１の応答は
，光子密度、キャリア密度、レーザー空洞内の光位相の
間の相互関係を示す大規模信号速度方程式を解くことに
より決定される。いずれにせよ、レーザー出力の発生す
る電界は、 Ｅ（ｔ）＝ ＩＨＴ「。ｊφ（“）（２）で表わすこと
ができ、ここで．Ｐ（ｔ）はレーザーファセットパヮー
、φ（１）はレーザー位相である。更に波長偏倚とレー
ザーからの光学出力の時間依存との間には簡単な関係が
存在する。レーザー位相の時間微分であるレーザーチャ
ープは，ほぼ、 で与えられ、ここでαは走査線幅増強係数，ｋはレーザ
ーの物理的構成によるパラメータである．比軸的長い距
離伝達のため、レーザー出力Ｅ（ｔ）は長さがＬｋｍの
単一モードフアイパー１０４を介して伝送される。平坦
な増幅応答と、線形グループ遅延とを持つ帯域フィルタ
としてのモデルファイバー１０４は、その周波数応答が
、 で与えられ、ここでＤはファイバー分散、λは波長，Ｃ
は自由空間での光速度、ωは光源１０１の中心周波数か
ら測定したラジアン周波数である。ファイバーの均一ロ
スはここでは関係がなく省略されている．グループ遅延
の勾配はファイバー１０４の色分散により決定される。
上の説明には減衰や位相応答の高順位タームが含まれて
いない。ファイバー１０４の光出力は，検出光信号を関
連する電気信号に変換する光検出器１０６を通過する前
にファブリーペロエタロン構成体１０５により影響され
る．光レシーバ１１２は、動的制御可能なエタロン構成
体１０５と、光検出器１０６とフィードバック制御回路
１０７とから成ることを注意すべきである。フィードバ
ック制御回路１０７は，電気信号１０９の所定の電気特
性を測定することによりエタロン構成体１０５の周波数
応答Ｈｅｑ（ω）を採用し、ファイバー１０４の関連す
る遅延歪と実質的に等しいか反対の遅延を発生するため
，エタロン構或体１０５がその遅延特性上の地点で作用
するように、所定のフィードバック制御方式によりエタ
ロン周波数応答を調整する手段を提供する。更にエタロ
ン構成体１０５の電界出力は光検出器１０６により大き
さが２乗され、省略できるポスト検出器フィルタ１０８
を通過する。ポスト検出器フィルタ１０８は例えば，第
ｎ次のバタワース低帯域フィルタでもよい。
いない。ファイバー１０４の光出力は，検出光信号を関
連する電気信号に変換する光検出器１０６を通過する前
にファブリーペロエタロン構成体１０５により影響され
る．光レシーバ１１２は、動的制御可能なエタロン構成
体１０５と、光検出器１０６とフィードバック制御回路
１０７とから成ることを注意すべきである。フィードバ
ック制御回路１０７は，電気信号１０９の所定の電気特
性を測定することによりエタロン構成体１０５の周波数
応答Ｈｅｑ（ω）を採用し、ファイバー１０４の関連す
る遅延歪と実質的に等しいか反対の遅延を発生するため
，エタロン構或体１０５がその遅延特性上の地点で作用
するように、所定のフィードバック制御方式によりエタ
ロン周波数応答を調整する手段を提供する。更にエタロ
ン構成体１０５の電界出力は光検出器１０６により大き
さが２乗され、省略できるポスト検出器フィルタ１０８
を通過する。ポスト検出器フィルタ１０８は例えば，第
ｎ次のバタワース低帯域フィルタでもよい。
光源検出部分は単にファイバー１０４とエタロン構成体
１０５とから或る。ファイバー１０４のパルス応答ｂ
ｆ（ ｔ ）は単に弐〇−ｊβｔ２であり、ここで、β
＝πＣ／λ”ＤＬである。当業者にとって，位相応答が
上記の方程式（４）から導き出せることが分かるであろ
う。方程式（４）により，ファイバーパルス応答ｈｆ（
ｔ）は、時間と共に一定の振幅と、線形チャープ、即ち
，２次位相応答に応じた位相変化とを有する。即ち，こ
の位相はγ（１）＝−（β／π） ｔ Ｈ ｚで与えら
れる線形周波数変数を有する。ファイバー１０４とエタ
ロン構或体１０５の全体のパルス応答ｂ ｓｙｓ（ ｔ
）は、デルタ関数、即ち、「パルス関数』の形を持つ
必要がある。このことは、エタロン構成体１０５と組合
わさるファイバー１０４が形δ（１）のパルス応答を持
つと、信号Ｅ（ｔ）はファイバー１０４、エタロン構成
体１０５を通して変更されずに伝達するからである。全
パルス周波数ｈ８２８はｈｅｑ（．ｔ）”ｈｆ（ｔ）で
与えられるか、周波数域において、全周波数応答Ｈｓｙ
ｓ（ω）は、Ｈｅｑ（ω）ｘＨｆ（ｔ）で与えられるこ
とに注目すべきである。
１０５とから或る。ファイバー１０４のパルス応答ｂ
ｆ（ ｔ ）は単に弐〇−ｊβｔ２であり、ここで、β
＝πＣ／λ”ＤＬである。当業者にとって，位相応答が
上記の方程式（４）から導き出せることが分かるであろ
う。方程式（４）により，ファイバーパルス応答ｈｆ（
ｔ）は、時間と共に一定の振幅と、線形チャープ、即ち
，２次位相応答に応じた位相変化とを有する。即ち，こ
の位相はγ（１）＝−（β／π） ｔ Ｈ ｚで与えら
れる線形周波数変数を有する。ファイバー１０４とエタ
ロン構或体１０５の全体のパルス応答ｂ ｓｙｓ（ ｔ
）は、デルタ関数、即ち、「パルス関数』の形を持つ
必要がある。このことは、エタロン構成体１０５と組合
わさるファイバー１０４が形δ（１）のパルス応答を持
つと、信号Ｅ（ｔ）はファイバー１０４、エタロン構成
体１０５を通して変更されずに伝達するからである。全
パルス周波数ｈ８２８はｈｅｑ（．ｔ）”ｈｆ（ｔ）で
与えられるか、周波数域において、全周波数応答Ｈｓｙ
ｓ（ω）は、Ｈｅｑ（ω）ｘＨｆ（ｔ）で与えられるこ
とに注目すべきである。
この特別な場合では、ｒパルス」応答を接近させる２つ
の必要な条件が存在する。光源↓０１を直接的に変調す
ることから生じるレーザーチャープが存在すれば，追加
条件が必要となる。最初に，関連するファイバーチャー
プ周波数がほぼＯとなるｈ ｓｙｓ（ ｔ ）の内の一
方のピークをとる。この条件は時間原点に接近した周波
数応答の最初のピークまたは主ピークを持つことで満足
され、更に、Ｈｅｑ（ω）の周波数シフトの適当なシフ
トにより達威される。例えば、エタロン構成体１０５の
（周波数シフト）周波数応答を位置決めする簡単な方法
は、圧電トランスジューサにより構或体内のエタロンの
空洞長さを圧電的に変化することである。全期間にわた
り，応答を移動するのに要求される空洞長さの変化は，
光波長の半分である。第２に、周波数応答主ピークの公
称幅は，ほぼビット期間以下でなければならない．この
ことは、エタロン構或体の所定の空洞長さのためのミラ
ー反射率の賢明な選択により達成される。第３に、レー
ザーチャープがあると仮定すると、ｈｓエｓ（ ｔ ）
の他方のピークの各々と関連したチャープ周波数は，レ
ーザーパルスの最大チャープ周波数と比べて大きくなけ
ればならない。この条件は，入力信号と共に２次パルス
応答ピークのコンポルーションを無視でき、最高のチャ
ープ周波数より相当大きいエタロン構或体の周波数応答
期間を選択することにより達成される。
の必要な条件が存在する。光源↓０１を直接的に変調す
ることから生じるレーザーチャープが存在すれば，追加
条件が必要となる。最初に，関連するファイバーチャー
プ周波数がほぼＯとなるｈ ｓｙｓ（ ｔ ）の内の一
方のピークをとる。この条件は時間原点に接近した周波
数応答の最初のピークまたは主ピークを持つことで満足
され、更に、Ｈｅｑ（ω）の周波数シフトの適当なシフ
トにより達威される。例えば、エタロン構成体１０５の
（周波数シフト）周波数応答を位置決めする簡単な方法
は、圧電トランスジューサにより構或体内のエタロンの
空洞長さを圧電的に変化することである。全期間にわた
り，応答を移動するのに要求される空洞長さの変化は，
光波長の半分である。第２に、周波数応答主ピークの公
称幅は，ほぼビット期間以下でなければならない．この
ことは、エタロン構或体の所定の空洞長さのためのミラ
ー反射率の賢明な選択により達成される。第３に、レー
ザーチャープがあると仮定すると、ｈｓエｓ（ ｔ ）
の他方のピークの各々と関連したチャープ周波数は，レ
ーザーパルスの最大チャープ周波数と比べて大きくなけ
ればならない。この条件は，入力信号と共に２次パルス
応答ピークのコンポルーションを無視でき、最高のチャ
ープ周波数より相当大きいエタロン構或体の周波数応答
期間を選択することにより達成される。
一実施例では動的制御可能なエタロン構或体１０５とし
て、反射性単一空洞ファブリーペロエタロンや圧電トラ
ンスジューサを使用できる。第２図で示すように、１０
０％に近い反射率を持つ後方ミラー２０２と、光媒体２
０３（屈折率〜１．５）と組合わせたパワー反射率ｒ２
を持つ前方ミラーが反射性エタロン構或体２００を形
或するために配置される。
て、反射性単一空洞ファブリーペロエタロンや圧電トラ
ンスジューサを使用できる。第２図で示すように、１０
０％に近い反射率を持つ後方ミラー２０２と、光媒体２
０３（屈折率〜１．５）と組合わせたパワー反射率ｒ２
を持つ前方ミラーが反射性エタロン構或体２００を形
或するために配置される。
更に、エタロン２００の空洞長を動的に変化する手段と
して，圧電トランスジューサ（図示せず）を使用しても
よい．ファイバー１０４からの出力光信号１１０は、レ
ンズ（図示せず）により光学的にファイバー２０５に結
合される。反射性エタロン２００は、光信号１１０を反
射し、更に、光信号１１０に関連する遅延を導入し、光
信号１１１を発生する．３ｄＢカプラー２０７は、光信
号１１１を光検出器１０６に向けるファイバー２０６に
、光信号１０を結合する。米国特許第４，Ｊ３３０，４
５１号で記載されているような反射性エタロンや圧電ト
ランスジューサを使用してもよい。上記で引用した参考
および教示は、ここでは参考として示すものである．加
えて，反射性エタロン２００との連結および離脱のため
、３ｄＢカプラー２０７の代わりに光サーキュレータを
使用してもよい．例えば、Ｉ． Ｔｏｋｏｈａｍａ等著
のＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ，第２２巻、７号，３７
０−３７２頁（１９８６）参照．３ｄＢカプラー設備は
Ｔｏｋｏｈａｍａ等の設計によるサーキュレータより構
造的に簡単であるが、高い損失を有する。単一空洞反射
性エタロン構成体の代わりに，１以上の反射性エタロン
から威る反射性エタロン構成体の他の設備を使用しても
よい。Ｒ． Ｃ． Ａｌｆｅｒｎｅｓ等著． Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎＬｅｔｔ，第２４巻、３号１５０ 〜１５１頁
（１９８８）参照。
して，圧電トランスジューサ（図示せず）を使用しても
よい．ファイバー１０４からの出力光信号１１０は、レ
ンズ（図示せず）により光学的にファイバー２０５に結
合される。反射性エタロン２００は、光信号１１０を反
射し、更に、光信号１１０に関連する遅延を導入し、光
信号１１１を発生する．３ｄＢカプラー２０７は、光信
号１１１を光検出器１０６に向けるファイバー２０６に
、光信号１０を結合する。米国特許第４，Ｊ３３０，４
５１号で記載されているような反射性エタロンや圧電ト
ランスジューサを使用してもよい。上記で引用した参考
および教示は、ここでは参考として示すものである．加
えて，反射性エタロン２００との連結および離脱のため
、３ｄＢカプラー２０７の代わりに光サーキュレータを
使用してもよい．例えば、Ｉ． Ｔｏｋｏｈａｍａ等著
のＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ，第２２巻、７号，３７
０−３７２頁（１９８６）参照．３ｄＢカプラー設備は
Ｔｏｋｏｈａｍａ等の設計によるサーキュレータより構
造的に簡単であるが、高い損失を有する。単一空洞反射
性エタロン構成体の代わりに，１以上の反射性エタロン
から威る反射性エタロン構成体の他の設備を使用しても
よい。Ｒ． Ｃ． Ａｌｆｅｒｎｅｓ等著． Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎＬｅｔｔ，第２４巻、３号１５０ 〜１５１頁
（１９８８）参照。
しかしながら、これらの全ての反射性エタロンにおいて
、周波数応答Ｈｅｑ（ω）は次式で与えられる， ここでＴは空洞のラウンドトリップ遅延時間、Ａは構威
体の損失を表わす定数である。
、周波数応答Ｈｅｑ（ω）は次式で与えられる， ここでＴは空洞のラウンドトリップ遅延時間、Ａは構威
体の損失を表わす定数である。
第３図で示すように標準化された遅延応答τ（ω）／Ｔ
は、１／Ｔの期間での周波数内で周期的であるのが分か
り、 で与えられる。遅延応答の線形部分がファイバー１０４
の遅延を防止するために使用される。エタロン２００の
遅延応答がファイバーの遅延応答を妨げるための適当な
極性と大きさとを有することに注目すべきである。第１
図で示す伝送システムのため、ＲＺ信号法が使用される
時、電気信号１０９は、光信号１００の信号ビット速度
１／Ｔｂで正弦成分を含む．エタロン２００の周波数応
答を適応して制御する例示的方法は、正弦成分の振幅を
最大にするように周波数応答を位置決めすることである
．このことは、電気信号１０９の正弦戒分の振幅を周期
的に測定し、圧電トランスジューサを介してエタロン２
００の空洞長さを変化する制御信号として、以前の測定
値との相対変化を使用するフィードバック制御回路１０
７により達成できる。信号周波数１ ／ Ｔ ｂでの電
気信号１０９の周波数成分の振幅を最大にするため、フ
ィードバック制御方式として使用できる一方、ＮＲＺ信
号法の場合には使用できない。このことは、ＮＲＺ信号
法にとっては、電気信号１０９は、信号ビット速度で周
波数成分を含まないからである。しかしながら、他のフ
ィードバック制御方式を使用してもよい．ＮＲＺ信号法
にとって、周波数プロフィルに対する「アイ開口Ｊは凸
形を有する．このようにして、エタロン２００の周波数
応答を適応して制御する方法は、電気信号１０９の「ア
イ開口Ｊを最大にするようにエタロンの周波数応答を位
置決めすることである。
は、１／Ｔの期間での周波数内で周期的であるのが分か
り、 で与えられる。遅延応答の線形部分がファイバー１０４
の遅延を防止するために使用される。エタロン２００の
遅延応答がファイバーの遅延応答を妨げるための適当な
極性と大きさとを有することに注目すべきである。第１
図で示す伝送システムのため、ＲＺ信号法が使用される
時、電気信号１０９は、光信号１００の信号ビット速度
１／Ｔｂで正弦成分を含む．エタロン２００の周波数応
答を適応して制御する例示的方法は、正弦成分の振幅を
最大にするように周波数応答を位置決めすることである
．このことは、電気信号１０９の正弦戒分の振幅を周期
的に測定し、圧電トランスジューサを介してエタロン２
００の空洞長さを変化する制御信号として、以前の測定
値との相対変化を使用するフィードバック制御回路１０
７により達成できる。信号周波数１ ／ Ｔ ｂでの電
気信号１０９の周波数成分の振幅を最大にするため、フ
ィードバック制御方式として使用できる一方、ＮＲＺ信
号法の場合には使用できない。このことは、ＮＲＺ信号
法にとっては、電気信号１０９は、信号ビット速度で周
波数成分を含まないからである。しかしながら、他のフ
ィードバック制御方式を使用してもよい．ＮＲＺ信号法
にとって、周波数プロフィルに対する「アイ開口Ｊは凸
形を有する．このようにして、エタロン２００の周波数
応答を適応して制御する方法は、電気信号１０９の「ア
イ開口Ｊを最大にするようにエタロンの周波数応答を位
置決めすることである。
反射性ファブリーペ口エタンを使用する代わりに、他の
実施例において、第４図に示すように，簡単な単一空洞
透過性エタロンを実現する透過性エタロン構成体を使用
してもよい。透過性エタロン４０５での周波数応答は、
で与えられ，ここで であり、 対応する遅延応答は である，以前の反射性エタロンと同様に、ｒ２ はミラ
ー４０１．のパワー反射率であり、Ｔは空洞のラウンド
トリップ遅延であり、自由スペクトルレンジ（Ｆ Ｓ
Ｒ）は簡単に１／Ｔで与えられる。また、光媒体４０２
がミラー４０１内に封入されていることに注目すべきで
ある．このファブリーペ口エタンの例示振幅および遅延
特性は第５図〜第６図で示される。透過性ファブリーエ
タロン構或体に対して、簡単なフィードバック制御方式
を採用でき，エタロン透過応答のピークで、光信号１１
０の光信号スペクトルを集中する。このことは、電気信
号１０９で検出される直流電力を最大にすることにより
達成できる。更にこのフィードバック制御方式はＲＺ信
号法と同じ＜ＮＲＺ信号法でも行なわれる。
実施例において、第４図に示すように，簡単な単一空洞
透過性エタロンを実現する透過性エタロン構成体を使用
してもよい。透過性エタロン４０５での周波数応答は、
で与えられ，ここで であり、 対応する遅延応答は である，以前の反射性エタロンと同様に、ｒ２ はミラ
ー４０１．のパワー反射率であり、Ｔは空洞のラウンド
トリップ遅延であり、自由スペクトルレンジ（Ｆ Ｓ
Ｒ）は簡単に１／Ｔで与えられる。また、光媒体４０２
がミラー４０１内に封入されていることに注目すべきで
ある．このファブリーペ口エタンの例示振幅および遅延
特性は第５図〜第６図で示される。透過性ファブリーエ
タロン構或体に対して、簡単なフィードバック制御方式
を採用でき，エタロン透過応答のピークで、光信号１１
０の光信号スペクトルを集中する。このことは、電気信
号１０９で検出される直流電力を最大にすることにより
達成できる。更にこのフィードバック制御方式はＲＺ信
号法と同じ＜ＮＲＺ信号法でも行なわれる。
コンピュータシミュレーションの例では、光信号１００
（信号ビット速度〜８Ｇｂｓ／秒）は、光ｇ１０１が
分布帰還形埋設へテロ構造レーザーとして設計され、下
記のパラメータを使用する大規模信号速度方程式を数値
的に積分することにより設計された．λ＝１．５μｍ；
Ｗ＝１．５μｍ；ｒ，＝０．４ ；Ｎｔ＝ＩＸ１０”ｃ
ｍ−’： τｐｈ：”１．４ｐ ｓ ；τｅ ” ｌ
− Ｏ ｎ ｓ ； β５ｐ＝ ３ ． ９ Ｘ １
０−’ａｍ／Ｓ； υ ＝ ７．９ Ｘ １ ０’ｃ
ｍ／ ｓ ； Ｃ＝ １ ０．０ａｍ”／ ｓ ；
ａ ＝ ２．５ ＸＩＯ−’ｃｍ’／ ｓ ；
Ｅ ：１．５ Ｘ １ ０−１７ａｍ−” ；
ａ＝−６ ； ＰＨＢｘ ：８．３ｍＷ； Ｐ
ｍｊｎ ＝１．７ｍＷ．ここで、λは波長、Ｗは能動層
の幅、ｒ は垂直方向でν のモード制限ファクター、Ｎｔは透過物体に要求される
キャリア密度，τｐｈは光子寿命、τｅはキャリア寿命
，βｓｐはレージングモードでの自発放出の端数、υ
はグループ速度、Ｃはキャリア拡散率、ａはゲイン係数
、εはゲイン圧縮率、Ｐ ｌａｗは最大パワー出力，Ｐ
ｌｌｌｉｎは最小パワー出力である．レーザー翻動回
路内の予ａｍフィルター１０２は、４ＧＨｚの３ｄＢ帯
域を有するが、ポスト検出器フィルター１０８は、０．
７８／Ｔｂに対応して６．２４ＧＨｚの帯域を持つ。こ
こでＴｂは信号周期である。更に、ファイバー１０４は
〜１ ７ｐｓ／ ｎ ｍ／ ｋ ｍの分散Ｄを持つ．長
さ６の全ビット数列を含む最大長さが，長さ６４の擬似
乱数列を使用して光信号を発生した。
（信号ビット速度〜８Ｇｂｓ／秒）は、光ｇ１０１が
分布帰還形埋設へテロ構造レーザーとして設計され、下
記のパラメータを使用する大規模信号速度方程式を数値
的に積分することにより設計された．λ＝１．５μｍ；
Ｗ＝１．５μｍ；ｒ，＝０．４ ；Ｎｔ＝ＩＸ１０”ｃ
ｍ−’： τｐｈ：”１．４ｐ ｓ ；τｅ ” ｌ
− Ｏ ｎ ｓ ； β５ｐ＝ ３ ． ９ Ｘ １
０−’ａｍ／Ｓ； υ ＝ ７．９ Ｘ １ ０’ｃ
ｍ／ ｓ ； Ｃ＝ １ ０．０ａｍ”／ ｓ ；
ａ ＝ ２．５ ＸＩＯ−’ｃｍ’／ ｓ ；
Ｅ ：１．５ Ｘ １ ０−１７ａｍ−” ；
ａ＝−６ ； ＰＨＢｘ ：８．３ｍＷ； Ｐ
ｍｊｎ ＝１．７ｍＷ．ここで、λは波長、Ｗは能動層
の幅、ｒ は垂直方向でν のモード制限ファクター、Ｎｔは透過物体に要求される
キャリア密度，τｐｈは光子寿命、τｅはキャリア寿命
，βｓｐはレージングモードでの自発放出の端数、υ
はグループ速度、Ｃはキャリア拡散率、ａはゲイン係数
、εはゲイン圧縮率、Ｐ ｌａｗは最大パワー出力，Ｐ
ｌｌｌｉｎは最小パワー出力である．レーザー翻動回
路内の予ａｍフィルター１０２は、４ＧＨｚの３ｄＢ帯
域を有するが、ポスト検出器フィルター１０８は、０．
７８／Ｔｂに対応して６．２４ＧＨｚの帯域を持つ。こ
こでＴｂは信号周期である。更に、ファイバー１０４は
〜１ ７ｐｓ／ ｎ ｍ／ ｋ ｍの分散Ｄを持つ．長
さ６の全ビット数列を含む最大長さが，長さ６４の擬似
乱数列を使用して光信号を発生した。
第７図、第８図、第９図は、性能の結果を示す。これら
の結果は、この光等化レシーバを実現することで得られ
る典型的な改良を示すことに注目すべきである。これら
の結果はＮＲＺ信号法やＲＺ信号法のための伝送距離に
対する光信号パワーペナルティを示す。両方の場合、非
等化システムの光ペナルティが、反射性ファブリーペロ
エタロンと透過性ファブリーペロエタロンの構成゛体を
実現するシステムと比較されている。第７図、第８図の
結果はレーザーチャープの効果を含むが，第９図はその
効果を含まない。反射率ｒ、空洞遅延Ｔが「パルス」応
答を得るため上記の条件２，３に基づいて選択された。
の結果は、この光等化レシーバを実現することで得られ
る典型的な改良を示すことに注目すべきである。これら
の結果はＮＲＺ信号法やＲＺ信号法のための伝送距離に
対する光信号パワーペナルティを示す。両方の場合、非
等化システムの光ペナルティが、反射性ファブリーペロ
エタロンと透過性ファブリーペロエタロンの構成゛体を
実現するシステムと比較されている。第７図、第８図の
結果はレーザーチャープの効果を含むが，第９図はその
効果を含まない。反射率ｒ、空洞遅延Ｔが「パルス」応
答を得るため上記の条件２，３に基づいて選択された。
更に、条件１を達成するために，最大の「アイ開口」を
もたらす位置を見つけるため、電気信号１０９の遅延特
性の全期間にわたってサーチすることによりエタロン位
相応答が位置決めされる。
もたらす位置を見つけるため、電気信号１０９の遅延特
性の全期間にわたってサーチすることによりエタロン位
相応答が位置決めされる。
位相応答の位置決めは結果としてファイバー遅延歪を減
少する。一般に、特定信号帯域で、特定線形位相応答を
保つことは．ｒとＴの値にかかわらず不可能である。そ
れにもかかわらず，この等化レシーバは、光信号パワー
ペナルティにより測定されるように、なお増加するシス
テム性能を提供できる。ここで、光ペナルティは、長さ
がＯでポスト検出器フィルターを持たないファイバーの
場合に関する「アイ開口」として定義される。ポスト検
出器フィルター１０８の出力で測定された光ペナルティ
は、ファイバーの色分散、レーザー帯域限界、非線形性
，レシーバ帯域限界を含む．ＮＲＺ信号法の場合，次の
エタロン構成体が採用された。即ち、ｒ＝０．８２
の反射率と，ラウンドトリップ遅延時間Ｔ＝１２．５ｐ
ｓを有する反射性エタロンと、ｒ＝０．８６の反射率と
、ラウンドトリップ遅延速度Ｔ＝１ ２．５ｐｓを有す
る透過性エタロンである。
少する。一般に、特定信号帯域で、特定線形位相応答を
保つことは．ｒとＴの値にかかわらず不可能である。そ
れにもかかわらず，この等化レシーバは、光信号パワー
ペナルティにより測定されるように、なお増加するシス
テム性能を提供できる。ここで、光ペナルティは、長さ
がＯでポスト検出器フィルターを持たないファイバーの
場合に関する「アイ開口」として定義される。ポスト検
出器フィルター１０８の出力で測定された光ペナルティ
は、ファイバーの色分散、レーザー帯域限界、非線形性
，レシーバ帯域限界を含む．ＮＲＺ信号法の場合，次の
エタロン構成体が採用された。即ち、ｒ＝０．８２
の反射率と，ラウンドトリップ遅延時間Ｔ＝１２．５ｐ
ｓを有する反射性エタロンと、ｒ＝０．８６の反射率と
、ラウンドトリップ遅延速度Ｔ＝１ ２．５ｐｓを有す
る透過性エタロンである。
透過性エタロンでは８０ＧＨｚ（７）自由スペクトルレ
ンジと７．６ＧＨｚの３ｄＢｉ域とパラメータが対応す
る，加えて、ｒとＴの選択は最適に近い。特に、ファイ
バーの特定の長さ、即ちＬ＝１００ｋｍに対する光パワ
ーペナルティを最小にするためにｒ，Ｔが選択された。
ンジと７．６ＧＨｚの３ｄＢｉ域とパラメータが対応す
る，加えて、ｒとＴの選択は最適に近い。特に、ファイ
バーの特定の長さ、即ちＬ＝１００ｋｍに対する光パワ
ーペナルティを最小にするためにｒ，Ｔが選択された。
等化の使用は「アイ開口」作用のレンジを著しく拡大し
た。例えば、第７図は光等化は、非等化システムが作動
できない２倍以上の距離で「オープンアイ』を維持でき
ることを示す。ＲＺ信号法（デューティサイクル〜０．
７５）に対して同様の結果が得られた（第８図参照）。
た。例えば、第７図は光等化は、非等化システムが作動
できない２倍以上の距離で「オープンアイ』を維持でき
ることを示す。ＲＺ信号法（デューティサイクル〜０．
７５）に対して同様の結果が得られた（第８図参照）。
この場合、反射性エタロンはｒ＝０．７８，Ｔ＝１２．
５ｐｓのパラメータを有し、他方、透過性エタロンはｒ
＝０．８２，Ｔ＝工２．５ｐｓのパラメータを有する。
５ｐｓのパラメータを有し、他方、透過性エタロンはｒ
＝０．８２，Ｔ＝工２．５ｐｓのパラメータを有する。
これらの改良したものは、ＮＲＺ信号法のものほど実質
的なものではないけれども，「アイ開口』は．１００ｋ
ｍ以上の距離でもなお開き続ける。
的なものではないけれども，「アイ開口』は．１００ｋ
ｍ以上の距離でもなお開き続ける。
第７図、第８図に示す光パワーペナルティの結果は、２
ｃｌＢ〜６ｄＢの範囲にわたる構造上の損失に帰さない
。これらの損失を、ファイバー減衰に加え、許容できる
伝送距離を決定する場合に考慮しなくてはならない。第
９図は、レーザーチャープのない通信系において、制御
可能な反射性エタロン構成体から或るレシーバを実現す
ることで、分散だけの結果を実質的に減少でき、少なく
とも２つのファクターにより達成可能な伝送距離が増加
することを示している。第１Ｏ図乃至第１２図は，エタ
ロン構践体の周波数応答を位置決めして使用する異なる
制御フィードバック方式の伝送距離に対する光パワーペ
ナルティに関する実行を示している。反射性エタロン構
八体およびＲＺ信号法の場合に、１つの可能なフィード
バック制御方式が、ビット速度周波数で電気信号１０９
の直流電力を最大にし，即ち、最初の調波ピークを最大
にすることを思い出すべきである。しかしながら、別の
制御方式は電気信号１０９の「アイ開口」を最大にする
。どちらの制御方式も，従来技術で周知であるようにフ
ィードバック制御回路１０７により、圧電トランスジュ
ーサを介しで，エタロンの空洞長さを調整することで達
成される。フィードバック制御回路１０７は、「アイ開
口」直流電力または電気信号１０９の正弦振幅成分を測
定するため、微分器、判定回路、帯域フィルタ、積分ダ
ンプ回路、包路線検波器等を利用してもよい。
ｃｌＢ〜６ｄＢの範囲にわたる構造上の損失に帰さない
。これらの損失を、ファイバー減衰に加え、許容できる
伝送距離を決定する場合に考慮しなくてはならない。第
９図は、レーザーチャープのない通信系において、制御
可能な反射性エタロン構成体から或るレシーバを実現す
ることで、分散だけの結果を実質的に減少でき、少なく
とも２つのファクターにより達成可能な伝送距離が増加
することを示している。第１Ｏ図乃至第１２図は，エタ
ロン構践体の周波数応答を位置決めして使用する異なる
制御フィードバック方式の伝送距離に対する光パワーペ
ナルティに関する実行を示している。反射性エタロン構
八体およびＲＺ信号法の場合に、１つの可能なフィード
バック制御方式が、ビット速度周波数で電気信号１０９
の直流電力を最大にし，即ち、最初の調波ピークを最大
にすることを思い出すべきである。しかしながら、別の
制御方式は電気信号１０９の「アイ開口」を最大にする
。どちらの制御方式も，従来技術で周知であるようにフ
ィードバック制御回路１０７により、圧電トランスジュ
ーサを介しで，エタロンの空洞長さを調整することで達
成される。フィードバック制御回路１０７は、「アイ開
口」直流電力または電気信号１０９の正弦振幅成分を測
定するため、微分器、判定回路、帯域フィルタ、積分ダ
ンプ回路、包路線検波器等を利用してもよい。
第１０図は最初の調波ピークを最大にし、４０ｋｍ〜約
１２０ｋｍで合理的によく動作することを示す．伝送可
能なエタロン構成゛体では、エタロン応答は光信号１１
０の中心光周波数，即ち、ファブリーペロ伝送ピークに
集中される。第１ｌ図、第１２図で示すように、このフ
ィードバック制御方式は、ＲＺ信号法とＮＲＺ信号法に
も十分に動作する。エタロンの反射率の変化やラウンド
トリップ遅延時間の変化にとって、光波レシーバは感度
がよくないことを他の結果が示している。例えば，光信
号パワーペナルティは、Ｌｏｐｓ〜２ＳＰｓ間のラウン
ドトリップ遅延に対して０．５ｄＢだけ変化する。この
ことは１００ｋｍのファイバー長で、反射率ｒ＝０．７
４の反射性エタロン構成体を仮定した場合であ。
１２０ｋｍで合理的によく動作することを示す．伝送可
能なエタロン構成゛体では、エタロン応答は光信号１１
０の中心光周波数，即ち、ファブリーペロ伝送ピークに
集中される。第１ｌ図、第１２図で示すように、このフ
ィードバック制御方式は、ＲＺ信号法とＮＲＺ信号法に
も十分に動作する。エタロンの反射率の変化やラウンド
トリップ遅延時間の変化にとって、光波レシーバは感度
がよくないことを他の結果が示している。例えば，光信
号パワーペナルティは、Ｌｏｐｓ〜２ＳＰｓ間のラウン
ドトリップ遅延に対して０．５ｄＢだけ変化する。この
ことは１００ｋｍのファイバー長で、反射率ｒ＝０．７
４の反射性エタロン構成体を仮定した場合であ。
また，この光信号パワーペナルティは、１ ２．５ｐｓ
の固定したラウンドトリップ遅延で、０．７４〜０．８
２間の反射率に対して、０．２ｄＢ以下に変化する。ポ
スト検出器フィルター１０８の帯域幅を考慮すると、非
等化伝送システムと等化伝送システムの実行が、ポスト
検出器フィルター型式にとり感度がよく、更に、その帯
域幅にとって感度がよいのが分かった。その結果では、
ポスト検出器フィルター１０８の帯域幅は、６．２４Ｇ
Ｈｚであった．ＲＺ信号法のコンピュータシミュレーシ
ョンでは、フィルター帯域幅を ７．５５ＧＨｚ（ｒ
反射率０．７４）に増加すると、光パワーペナルティは
３．０ ｄ Ｂから２．２６ｃｌＢに減少することを示
した。また、異なるレーザーパラメータは、所定のシス
テムパラメータの光パワーペナルティを変更できた。
の固定したラウンドトリップ遅延で、０．７４〜０．８
２間の反射率に対して、０．２ｄＢ以下に変化する。ポ
スト検出器フィルター１０８の帯域幅を考慮すると、非
等化伝送システムと等化伝送システムの実行が、ポスト
検出器フィルター型式にとり感度がよく、更に、その帯
域幅にとって感度がよいのが分かった。その結果では、
ポスト検出器フィルター１０８の帯域幅は、６．２４Ｇ
Ｈｚであった．ＲＺ信号法のコンピュータシミュレーシ
ョンでは、フィルター帯域幅を ７．５５ＧＨｚ（ｒ
反射率０．７４）に増加すると、光パワーペナルティは
３．０ ｄ Ｂから２．２６ｃｌＢに減少することを示
した。また、異なるレーザーパラメータは、所定のシス
テムパラメータの光パワーペナルティを変更できた。
信号ビット速度Ｂの信号を生じるデータに使用する間、
積Ｂ”Ｌ が所定の光パワーペナルティにとってほぼ一
定になると予想される。
積Ｂ”Ｌ が所定の光パワーペナルティにとってほぼ一
定になると予想される。
第７図、第８図を参照して、光等化のいくつかの方法を
採用すると、ＮＲＺ信号法では、積Ｂ”Ｌは６４００
（Ｇｂ／ｓ）”・ｋｍから、２５６００ （Ｇｂ／ｓ）
”に増加し、ＲＺ信号法では、５ ７ ６ ０（Ｇ ｂ
／ ｓ）”から１０２４０（Ｇｂ／ｓ）”・ｋｍに増加
した。このようにして例えば、１ ６ Ｇ ｂ ／ ｓ
の信号ビット速度で、非等化システムは２５ｋｍ以上で
は作動できず、他方、等化システムを５０ｋｍより長い
ファイバー長さの「オープンアイ」パターンに維持しな
ければならない。タイミング回復およびしきい値に関し
て考慮すると、「アイ開口」の中間点が光検出器１０６
での平均直流電力レベルにほぼ対応するので、前記中間
点をセッティングしきい値としてもよい。更に、ＲＺ信
号法の場合に，．電気信号１０９の信号周波数の周波数
成分を，光検出器１０６のサンプリング位相を引き出す
ために使用してもよい。
採用すると、ＮＲＺ信号法では、積Ｂ”Ｌは６４００
（Ｇｂ／ｓ）”・ｋｍから、２５６００ （Ｇｂ／ｓ）
”に増加し、ＲＺ信号法では、５ ７ ６ ０（Ｇ ｂ
／ ｓ）”から１０２４０（Ｇｂ／ｓ）”・ｋｍに増加
した。このようにして例えば、１ ６ Ｇ ｂ ／ ｓ
の信号ビット速度で、非等化システムは２５ｋｍ以上で
は作動できず、他方、等化システムを５０ｋｍより長い
ファイバー長さの「オープンアイ」パターンに維持しな
ければならない。タイミング回復およびしきい値に関し
て考慮すると、「アイ開口」の中間点が光検出器１０６
での平均直流電力レベルにほぼ対応するので、前記中間
点をセッティングしきい値としてもよい。更に、ＲＺ信
号法の場合に，．電気信号１０９の信号周波数の周波数
成分を，光検出器１０６のサンプリング位相を引き出す
ために使用してもよい。
この発明の原理を発明の精神および範囲内で具体化しよ
うとする当業者により、種々の変更を行なえる。例えば
、単一空洞構造体の代わりに多空洞エタロン構成体を使
用できる。例えば、Ａ ． Ａ ． Ｍ ． ＳａＬｅ
ｈ等著、ｒＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｔｉａｖ
ｅ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪ第７巻，第２号、３２３−
３０頁（１９８９年）を参照。理論的に，エタロン空洞
内に取り込まれた光媒体の屈折率の変化を誘発すること
による上記フィードバック方式に従って、種々のエタロ
ン構戊体の周波数応答を調整できる。
うとする当業者により、種々の変更を行なえる。例えば
、単一空洞構造体の代わりに多空洞エタロン構成体を使
用できる。例えば、Ａ ． Ａ ． Ｍ ． ＳａＬｅ
ｈ等著、ｒＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｔｉａｖ
ｅ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪ第７巻，第２号、３２３−
３０頁（１９８９年）を参照。理論的に，エタロン空洞
内に取り込まれた光媒体の屈折率の変化を誘発すること
による上記フィードバック方式に従って、種々のエタロ
ン構戊体の周波数応答を調整できる。
第１図は、この発明の原理を例証する例示の光波通信シ
ステムを示す図、 第２図は、反射性ファブリーペロエタロン構成体の実施
例を示す図、 第３図は、第２図で示すエタロン構成゜体の標準化され
た遅延応答を示す図、 第４図は、透過性ファブリーペロエタロン構八′体の実
施例を示す図， 第５図一第６図は、第４図に示す透過性エタロン構成体
の振幅および遅延特性を示す図、第７図乃至第９図は，
非等化通信システムと比較して、種々のエタロン構成体
の伝送距離に対する光パワーペナルティを示す図、第１
０図乃至第１２図は異なるフィードバック制御方式の伝
送距離に対する光パワーペナルティを示す図である。 ［主要部分の符号の説明］ １００・・ ・ ・・ 光信号１０
１・・・・・・・・・ ・・・・・ 光源１０２ ・
・・・・・・・ ・・・・ ・ 予ｆＩｇフィルタ１
０４・・・・・・・・・・・・・ ・ ファイバ
ー１０５・・・・・・・・・・・・・動的に制御可能な
ファブリーペロエタロン構成体 １０６ ・・・・・・・ ・・・・ ・ ・ 光検出
器１０７・・・・・・・・・・・・・フィードバック制
御回路１０８・・・・・・・・・・・・・・・ポスト検
出器フィルタ１０９・・・・・・・・・・・・ ・・・
・・・・電気信号１１０・ ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・ ・・光信号１１１・ ・・・・・・
・ ・ ・・・・・ 光信号２００・・・・・・・
・・・・・・・・反射性ファブリーペロエタロン構成体 ２０１ ・・・・・・・ ・ ・・・ 前方
ミラー２０２・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・
・・後方ミラー２０３・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・光媒体２０７・・・ ・・・・・
・・・・・・・・・・３ｄＢカプラー４０１ ・ ・
・・・・・・・・・・・・ ・・・・・ ざフー４０２
・・ ・・・・ ・・ ・・・ 光媒体４
０５・・・・・・・・・・・・・ ・ 透過性ファブリ
ーペロエタロン ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ Ｏ ．５１ 標準化周波数ｆＴ １．５ ２ ＦＩＧ．４ ４０５ ＦＩＧ．５ ＦＩＧ．８ 標準化周波数ｆＴ ＦＩＧ．７ 伝 送 距 離（ｋｍ） ＦＩＧ．８ 伝 送 距 離（ｋｍ） ＦＩＧ．９ ＦＩＧ．１０ 伝 送 距 離（ｋｍ） ＦＩＧ．１１ 伝 送 距 離（ｋｍ）
ステムを示す図、 第２図は、反射性ファブリーペロエタロン構成体の実施
例を示す図、 第３図は、第２図で示すエタロン構成゜体の標準化され
た遅延応答を示す図、 第４図は、透過性ファブリーペロエタロン構八′体の実
施例を示す図， 第５図一第６図は、第４図に示す透過性エタロン構成体
の振幅および遅延特性を示す図、第７図乃至第９図は，
非等化通信システムと比較して、種々のエタロン構成体
の伝送距離に対する光パワーペナルティを示す図、第１
０図乃至第１２図は異なるフィードバック制御方式の伝
送距離に対する光パワーペナルティを示す図である。 ［主要部分の符号の説明］ １００・・ ・ ・・ 光信号１０
１・・・・・・・・・ ・・・・・ 光源１０２ ・
・・・・・・・ ・・・・ ・ 予ｆＩｇフィルタ１
０４・・・・・・・・・・・・・ ・ ファイバ
ー１０５・・・・・・・・・・・・・動的に制御可能な
ファブリーペロエタロン構成体 １０６ ・・・・・・・ ・・・・ ・ ・ 光検出
器１０７・・・・・・・・・・・・・フィードバック制
御回路１０８・・・・・・・・・・・・・・・ポスト検
出器フィルタ１０９・・・・・・・・・・・・ ・・・
・・・・電気信号１１０・ ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・ ・・光信号１１１・ ・・・・・・
・ ・ ・・・・・ 光信号２００・・・・・・・
・・・・・・・・反射性ファブリーペロエタロン構成体 ２０１ ・・・・・・・ ・ ・・・ 前方
ミラー２０２・・・・・・・・・・・・・ ・・・・・
・・後方ミラー２０３・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・光媒体２０７・・・ ・・・・・
・・・・・・・・・・３ｄＢカプラー４０１ ・ ・
・・・・・・・・・・・・ ・・・・・ ざフー４０２
・・ ・・・・ ・・ ・・・ 光媒体４
０５・・・・・・・・・・・・・ ・ 透過性ファブリ
ーペロエタロン ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ Ｏ ．５１ 標準化周波数ｆＴ １．５ ２ ＦＩＧ．４ ４０５ ＦＩＧ．５ ＦＩＧ．８ 標準化周波数ｆＴ ＦＩＧ．７ 伝 送 距 離（ｋｍ） ＦＩＧ．８ 伝 送 距 離（ｋｍ） ＦＩＧ．９ ＦＩＧ．１０ 伝 送 距 離（ｋｍ） ＦＩＧ．１１ 伝 送 距 離（ｋｍ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、伝送媒体からの光波信号に応答する光波レシーバに
おいて、前記光波信号は前記伝送媒体により導入される
遅延歪成分を含み、第１対向端および第２対向端を有し
、前記光波信号をフィルタしてフィルタ後の出力信号を
前記第１対向端に生じるファブリーペロエタロンと、制
御信号に応答して前記ファブリーペロエタロンの光路長
を動的に変化し、前記光路長の変化が前記ファブリーペ
ロエタロンの遅延特性での対応する変化を生じるように
前記ファブリーペロエタロンと接続された手段と、前記
光波信号の等化のため実質的に前記遅延歪成分を補正す
るため、前記ファブリーペロエタロンに前記遅延特性を
起こさせ、前記制御信号を発生するため、前記フィルタ
後の出力信号の遅延歪成分に応答するフィードバック制
御手段とから成る前記光波レシーバ。 ２、前記ファブリーペロエタロンに接続された前記手段
は、圧電トランスジューサを含むことを特徴とする請求
項１記載の光波レシーバ。 ３、前記フィードバック制御手段は、対応する電気信号
を発生するため前記フィルタ後の出力信号に応答する検
出手段と、前記制御信号を発生するため前記電気信号の
正弦振幅成分を測定する手段とから成り、前記正弦振幅
成分が実質的に最大となるように、前記制御信号は、前
記ファブリーペロエタロンに接続された前記手段に前記
光路長を変化させることを特徴とする請求項１記載の光
波レシーバ。 ４、前記フィードバック制御手段は、対応する電気信号
を発生するため前記フィルタ後の出力信号に応答する検
出手段と、前記制御信号を発生するため前記電気信号の
アイ開口を測定する手段とから成り、前記アイ開口が実
質的に最大となるように、前記制御信号は、前記ファブ
リーペロエタロンに接続された前記手段に前記光路長を
変化させることを特徴とする請求項１記載の光波レシー
バ。 ５、前記フィードバック制御手段は、対応する電気信号
を発生するため、前記フィルタ後の出力信号に応答する
検出手段と、前記制御信号を発生するため、前記電気信
号の直流電力を測定する手段とから成り、前記電気信号
の直流電力が実質的に最大となるように前記制御信号は
、前記ファブリーペロエタロンと接続された前記手段に
前記光路長を変化させることを特徴とする請求項１記載
の光波レシーバ。 ６、前記第１対向端および第２対向端は、 それぞれ、第１表面および第２表面を含み、前記第１表
面は１以下の反射率を有し、前記第２表面は１にほぼ等
しい反射率を有することを特徴とする請求項３または４
記載の光波レシーバ。 ７、前記第１対向端および第２対向端は、 それぞれ第１表面および第２表面を含み、前記第１表面
および第２表面の各々は１以下の反射率を有することを
特徴とする請求項３、４または５記載の光波レシーバ。 ８、光波トランスミッターと、光波レシーバと、前記光
波トランスミッターと前記光波レシーバとの間の光波信
号を支持するため、前記光波トランスミッターと前記光
波レシーバに光学的に結合する伝送媒体とから成り、前
記光波レシーバは前記光波信号に応答し、前記光波信号
は、前記伝送媒体により導入される遅延歪成分を含み、
前記光波レシーバは、前記光波信号をフィルタして、第
１対向端にフィルタ後の出力信号を発生するため、第１
対向端と第２対向端を有するファブリーペロエタロンと
、制御信号に応答して前記ファブリーペロエタロンの光
路長を動的に変化するため、前記ファブリーペロエタロ
ンに接続された手段とから成り、前記光路長の変化は、
前記ファブリーペロエタロンの遅延特性の対応する変化
を引き起こし、前記光波レシーバは更に、前記光波信号
の等化のため前記遅延歪成分を実質的に補正するため、
前記ファブリーペロエタロンに前記遅延特性を生じさせ
、前記制御信号を発生するため、前記フィルタ後の出力
信号の遅延歪成分に応答するフィードバック制御手段と
から成る光波通信システム。 ９、前記ファブリーペロエタロンに接続された前記手段
は圧電トランスジューサを含むことを特徴とする請求項
８記載の通信システム。 １０、前記フィードバック制御手段は、対応する電気信
号を発生するため前記フィルタ後の出力信号に応答する
検出手段と、前記制御信号を発生するため、前記電気信
号の正弦振幅成分を測定する手段とから成り、前記正弦
振幅成分が実質的に最大となるように、前記制御信号は
、前記ファブリーペロエタロンに接続された前記手段に
前記光路長を変化させることを特徴とする請求項８記載
の光波通信システム。 １１、前記フィードバック制御手段は、対応する電気信
号を発生するため、前記フィルタ後の出力信号に応答す
る検出手段と、前記制御信号を発生するため前記電気信
号のアイ開口を測定する手段とから成り、前記アイ開口
が実質的に最大となるように前記信号は、前記ファブリ
ーエタロンに接続した前記手段に前記光路を変化させる
ことを特徴とする請求項８記載の光波通信システム。 １２、前記フィードバック制御手段は、対応する電気信
号を発生するため、前記フィルタ後の出力信号に応答す
る検出手段と、前記制御信号を発生するため前記電気信
号の直流電力を測定する手段とから成り、前記電気信号
の直流電力が実質的に最高となるように前記制御信号は
、前記ファブリーエタロンに接続された前記手段に前記
光路長を変化させることを特徴とする請求項８記載の光
波通信システム。 １３、前記第１対向端および第２対向端はそれぞれ第１
表面および第２表面を含み、前記第１表面は１以下の反
射率を有し、前記第２表面は１にほぼ等しい反射率を有
することを特徴とする請求項１０または１１記載の光波
通信システム。 １４、前記第１対向端および第２対向端はそれぞれ第１
表面および第２表面を含み、前記第１表面および第２表
面は１以下の反射率を有することを特徴とする請求項１
０、１１記載の光波通信システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US430,041 | 1989-11-01 | ||
| US07/430,041 US5023947A (en) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | Optical equalization receiver for lightwave communication systems |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03169131A true JPH03169131A (ja) | 1991-07-22 |
| JP2509749B2 JP2509749B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=23705833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2293782A Expired - Lifetime JP2509749B2 (ja) | 1989-11-01 | 1990-11-01 | 光波通信システムの光等化レシ―バ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5023947A (ja) |
| EP (1) | EP0426357B1 (ja) |
| JP (1) | JP2509749B2 (ja) |
| CA (1) | CA2026309C (ja) |
| DE (1) | DE69026465T2 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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