JPH0799478A - ファイバオプティック送信システムの分散補償装置と方法 - Google Patents

ファイバオプティック送信システムの分散補償装置と方法

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JPH0799478A
JPH0799478A JP6091355A JP9135594A JPH0799478A JP H0799478 A JPH0799478 A JP H0799478A JP 6091355 A JP6091355 A JP 6091355A JP 9135594 A JP9135594 A JP 9135594A JP H0799478 A JPH0799478 A JP H0799478A
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sidebands
fiber
optical
transmission system
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JP6091355A
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Anders G Djupsjoebacka
グスタフ デュプスヨーバッカ アンデルス
Olof G Sahlen
ゴーラン サレン オロフ
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Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高速度のファイバオプティック送信システムの
分散の影響をできるだけ除いてシステムの伝送距離を延
ばす装置と方法を提供する。 【構成】この発明は、光信号（Ｐin）が入るファイバオ
プティック送信システム内で分散を補償する装置（２
０）と方法に関する。前記装置は、前記光入力信号（Ｐ
in）を２個の分岐内で上部および下部変調側波帯にスペ
クトルの光学的分離を行う光分離装置（１’）と、スペ
クトル帯域を互いに選択的に遅らせる遅れ装置（４）
と、側波帯を結合する結合装置（５’）を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、請求項１および請求
項２２の前文に従う、ファイバオプティック送信システ
ムの分散を補償するシステムと方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ファイバオプティック送信システムすな
わちより詳しくはファイバオプティック高速度システム
は、電気通信や長距離送信など各種の方面で通信に用い
られている。全国規模通信網などの通信網では２．５Ｇ
ビット／ｓの高い送信速度を必要とするが、送信速度は
例えば１０Ｇビット／ｓ以上のように更に高い場合もあ
る。しかし送信機と受信機の間で分散が起こるので、送
信速度は制限される。分散が問題になるのは約２．５Ｇ
ビット／ｓからである。１０Ｇビット／ｓでは、情報の
帯域幅自体が分散を起こすために大きな制限になる。従
って分散の問題は高速で長距離の場合に発生する。
【０００３】通常の単モードファイバでは、約１．５５
μｍの波長では２．５Ｇビット／ｓより高いビット速度
で分散が増える。よく用いられる約６０キロメートルの
中継器距離の場合は、１０Ｇビット／ｓで影響が大きく
なる。従って、送信距離をできるだけ長くするために
は、分散を小さくすることが非常に重要である。
【０００４】特に高速システムにおいて、ファイバオプ
ティック送信システムの分散を補償する装置と方法がこ
れまで多数提案されている。
【０００５】多くの既知の解決法は、いわゆるプリチャ
ープ(prechirp)技術を用いている。これは、レーザの周
波数／波長を各パルス中に変調することが基本になって
いる。周波数スペクトルはファイバ内のパルスが収束す
る形で歪む。直接変調方式と外部変調方式が知られてお
り、通常両方式共にレーザでプリチャープ効果を挙げて
いる。このような装置は、例えばＴ．Ｌ．コッホ(Koc
h)、Ｒ．Ｃ．アルファーネス(Alferness) による「能動
的に予め歪ませた信号の合成による分散の補償」、光波
技術ジャーナル(J.of Lightwave Technology) 、Ｖｏ
ｌ．ＬＴ−３、Ｎｏ．４（１９８５年）、８００−８０
５ページに記述されている。
【０００６】１．０５μｍで通常の単モードファイバを
用いた場合、信号は青シフトする必要がある。直接変調
によって、レーザはパルス中に赤シフトする。通常、チ
ャープを得るためにレーザをＦＭ変調し、その後外部変
調器によってＡＭ変調する。例えば、辺見、斉藤、Ｍ．
ヤガムシ(Yagamushi) 、藤田による「修正プリチャープ
技術を用いた１０Ｇｂ／ｓ １００−ｋｍ 通常ファイ
バ送信実験」、ＯＦＣ’９１議事録（１９９１年）、論
文Ｔｕ０２には、選択したＤＦＢレーザをどのように用
いたかを記述している。
【０００７】送信機内のいわゆる青シフト変調について
は、例えば横間、伊賀による「外部変調器における周波
数チャーピング」、光波技術ジャーナル、Ｖｏｌ．ＬＴ
−６、Ｎｏ．１（１９９８年）、８７−９３ページ、を
参照されたい。ＦＭ／ＡＭ変調信号を外部変調器から得
れば、レーザは何の影響も受けずに動作する。
【０００８】望ましい変調を得るには、外部変調器を特
殊設計することが通常必要である。レーザがプリチャー
プ機能を行う場合も、外部変調器がプリチャープ機能を
行う場合も、青シフトパルスを得たい。送信機内のプリ
チャープ発生も青シフト変調も、分散を用いてパルスを
圧縮する。
【０００９】別の既知の装置では、逆符号の分散を持つ
ある長さのファイバを追加して送信の分散をなくす。こ
れは例えば、Ｈ．イザドパナ(Izadpanah) 、Ｃ．リン(L
in)、Ｋ．ルンゲ(Lunge) 、Ｍ．Ｚ．イクバル(Iqbal)
、Ｊ．Ｌ．ジムレット(Gimlett) による「１３１０ｎ
ｍで最適化した単モードファイバによる２．５Ｇｂ／ｓ
での１５５０ｎｍ送信の多重波長分散の補償」、ＥＣＯ
Ｃ’９２議事録（１９９２年）、論文ＴｕＡ５．１に記
述されている。
【００１０】既に敷設されたファイバを用いる装置と
は、分散を補償するファイバを受信機の前に配置してよ
いことを意味する。補償するファイバの長さは、送信距
離の約１／３でよい。ファイバを追加するのは高価であ
り、特殊な設計が必要であり、また減衰が増えるなどの
理由から、この方法は欠点が多い。上に述べた文献によ
ると、送信ファイバと分散を補償するファイバとの間に
ファイバ増幅器を設けることにより損失は減るが、シス
テムは更に複雑になり、コストは高くなる。
【００１１】送信システムの受信側で信号の分散を補償
する装置も多く知られている。その例が、Ｊ．Ｊ．オレ
イリ(O'Reilly)、Ｍ．Ｓ．ショールドリ(Chauldry)によ
る「光学的に増幅したコヒーレントシステムにおけるフ
ァイバ色分散の微小片補償」、マイクロ波オプトエレク
トロニクスに関するＥＩＩ会議議事録、Ｎｏ．１３９
（１９９０年）、１３／１−１３／６ページに記述され
ている。
【００１２】この装置は受信信号の周波数スペクトルの
位相を補償するもので、異なる部分周波数が敷設したフ
ァイバ内で受けた位相差を打ち消す。同種の他の装置と
同様に、この装置は受信機内にヘテロダイン技術を用い
る必要がある。しかし、これは複雑で高価な技術であ
る。上述の文献では、位相の歪は中間周波数で処理す
る。このためにミクサを設ける。このミクサは信号およ
びローカル発信器による光学的方向性結合器と検出ダイ
オードと帯域フィルタから成り、差の周波数だけを通
す。位相修正要素は、通常の分散を持つ微小片導体で形
成する。微小片導体は例えば長さ１０−２０ｃｍで、２
００キロメートルのファイバ内の分散を補償する。その
後で、電気信号を通常の方法で検出する。
【００１３】ＥＰ−Ａ−０ ２５６ ８０９は、分散補
償要素として多重モード構造体を用いた分散補償装置を
記述している。信号を多数の部分波長に分割した後、等
しい長さの距離を異なるグループ速度で伝播する。Ｇビ
ット／ｓの範囲内のディジタル通信システムでは、相対
遅れ時間は例えば１００ｐｓ程度でよい。同じ距離を異
なるグループ速度で部分波長を進ませると損失が大きな
問題になるので、この大きさの時間差を保つことは困難
である。更にこの種の装置は柔軟性がない。
【００１４】ＥＰ−Ａ−０ ０４６４８１２は、所定の
波長で逆符号の分散を持つ多数の要素を接合することに
よりファイバの分散をなくす装置を記述している。信号
をいくつかの部分波長に分解すると、空間を伝播する距
離が異なる。多数の波長は格子を用いて得る。この装置
はいわゆる「自由空間」通信と呼ぶもので、導波路はな
く、時間差を約１００ｐｓにするためには距離差が約３
ｃｍでなければならない。この装置において距離差を得
ることができても、干渉を受けやすくて大量生産には適
していない。更にこの装置は安定性に欠ける。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、請求
項１と２２の前文に示すように、特に高速度システムに
おけるファイバオプティック送信システムの分散の影響
をできるだけ除く装置と方法を提供することである。従
ってこの発明の一つの目的は、分散により制限されるシ
ステムの伝送距離を延ばすことである。
【００１６】更にこの発明の目的は、安価に簡単に製造
することができ、大量生産に適した装置と方法を提供す
ることである。
【００１７】また別の目的は、この装置は安定性があ
り、またハイブリッド回路としても集積回路としても生
産に適しているということである。
【００１８】特定の目的は、１０Ｇｂ／ｓ以上の送信速
度に適した装置と方法を与えることである。更にこの装
置は分散補償装置の設計に関して柔軟性が高く、また異
なる長さの遅れ距離が容易に得られると共に、信号路内
に光増幅器を設けることができなければならない。
【００１９】この発明の更に別の目的は、送信距離が非
常に長く送信速度が非常に大きい装置と方法を提供する
ことである。
【００２０】この発明の別の目的は、ヘテロダイン技術
を用いずに、受信側で分散を補償することである。
【００２１】また別の目的は、この装置を送信システム
の伝送鎖内のどこかに配置できることである。
【００２２】これらの目的を達成する装置は、請求項１
の特徴部分に定義した装置である。
【００２３】この目的を達成する方法は、請求項２２の
特徴部分に定義した方法である。
【００２４】望ましい実施態様および別の実施態様は、
従属請求項に記述した特徴に定義している。
【００２５】送信システムにおいて、搬送波まわりの二
重側波帯の形で送信する場合は、分散のために受信信号
のスペクトル内の周波数の遅れは互いに少し異なる。い
わゆる青側波帯は赤側波帯よりやや遅れる。二つの側波
帯を光フィルタで分離すると、青側波帯は赤側波帯より
遅れる。その後位相に関して適当な方法で再び結合す
る。一実施態様では、その後既知の方法でこれを検出す
る。
【００２６】信号の歪の大きさの測度は、信号のパワー
が存在する期間の位相差の重み付きｒｍｓ値を計算する
ことによって得られる。
【数１】 ここで、Ｐ（ω）は信号のパワースペクトルである。ω
c1はシステムクロックの角周波数で、ビット速度に比例
する。Ｂはビット速度、Ｌは伝送距離、ΔＬは受信機内
の遅れループの距離でＤ2 ファイバ内の分散パラメータ
に比例し、ｖg は遅れ媒体内のグループ速度である。Ｃ
は無次元で、ｒｍｓ値を最小にするように選ぶ。これは
上の式の積分を最小にすることに相当する。この式でＣ
の前に負の符号があるのは、信号が正の距離遅れている
場合に、位相に対して「遅れている」からである。
【００２７】簡単のために、重み関数Ｐ（ω）を１に設
定する。周波数の尺度は搬送波の角周波数が０になるよ
うに移動し、時間の尺度は搬送波の位相差が０になるよ
うに選ぶ。更に「赤」側波帯が距離 −ＣωC1Ｄ2 Ｌｖ
g ／２ だけ遅れ、「青」側波帯が距離 Ｃωc1Ｄ2 Ｌ
ｖg ／２ だけ遅れるように遅れを選ぶ。このようにし
て、対称的にｒｍｓ値を２度計算する。この計算によ
り、補償がある場合とない場合の半分の期間のｒｍｓ値
が得られる。補償がない場合のｒｍｓ値は
【数２】 となり、補償がある場合のｒｍｓ値は
【数３】 となる。上に述べた補償アルゴリズムにより、非補償の
場合に比べて送信距離は最大４倍に増加する。最適遅れ
距離は次のように表してよい。
【数４】ΔＬ＝Ｃωc1Ｄ2 Ｌｖg
【００２８】
【実施例】ファイバオプティック・システムにおいて
は、通常２次の位相歪の形の分散を扱う。３次の位相歪
が重要なのは、超高速システムすなわち４０Ｇビット／
ｓを超える場合で、ファイバ中の分散のない波長に非常
に近い場合だけである。その他の場合は、ファイバ中の
分散において突出したパラメータは２次の位相歪であ
る。
【００２９】一般にこの発明では、受信機内またはシス
テムの送信鎖内のどこかで（システムが線形であれば）
スペクトルの時間補償を行う。装置が受信した信号を二
つのスペクトル部分に分離する。二つの別個の単モード
の導波路内で、異なる長さの距離を実質的に同じグルー
プ速度で伝播させることにより、これらを互いに遅らせ
る、すなわち選択的に時間を遅らせる。変調側帯波のグ
ループ速度は実質的に同じである。すなわち同じである
ことが望ましいが、導波路にも分散があるのでわずかに
互いに異なってよい。更に単モード導波路および単モー
ド技術を用いる。
【００３０】図１はこの装置の第１の実施態様を示す。
この例の分散補償装置１０は、ファイバオプティック送
信システム内の受信側に設ける。この発明ではヘテロダ
イン技術を用いる必要はない。入来する光信号Ｐinは、
例えば受動３ｄＢ結合器で形成する分離器２を備える分
離装置１に入る。次に二つの分岐ａ、ｂに分離し、それ
ぞれに光帯域フィルタ３ａ、３ｂを設けて、変調信号の
側波帯をそれぞれフィルタリングする。
【００３１】従って、図示の区分Ａ−Ｂでは全スペクト
ルをスペクトル的に分けた信号になる。光帯域フィルタ
３ａ、３ｂは、例えばいわゆるファブリー・ペロー(Fab
ry-Perot) フィルタで形成してよい。ファイバ中を最小
の遅れで伝播してきた側波帯を遅れ装置４内で遅らせ
る。遅れ装置４は、図示の例では遅れ線で形成する。二
個の分岐ａ、ｂ内の信号を結合装置５で結合して共通の
出力にする。この信号の結合はコヒーレントであって、
通常これは一方の分岐内で位相を能動的に制御すること
を意味する。例えば位相変調器内の電気光学パワーなど
の上記位相制御を行うには、、温度制御、またはその他
の既知の方法（図示せず）を用いてよい。その後、既知
の方法で検出装置（図示せず）によって信号を検出して
よい。
【００３２】図１に示す例では、装置は受信側に設けて
いる。しかしこれは必ずしも必要ではない。というの
は、システムが線形であれば原理的には送信鎖内のどこ
に置いてもよいからである。検出装置は通常受信側だけ
に置くのがよい。
【００３３】図２は、ある実施態様における変調した光
信号のパワースペクトルを示す。ここで、送信機は例え
ばレーザダイオードで構成してよい。レーザダイオード
の光は、フェードアウトが約９ｄＢでチャープのない吸
収変調器によって強度を変調したものである。Ｐinはい
わゆる１０Ｇｂ／ｓ疑似ランダム語でよい。電気入力信
号はＲＣリンクで電気的にフィルタリングし、その立ち
上がり時間は２５ｐｓである。更にこの信号は、１６ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を持つ、標準の分散シフトなしフ
ァイバで送信した。
【００３４】図示の例に用いたフィルタは１０Ｇｈｚの
帯域幅を持ついわゆるファブリー・ペロー干渉計で、上
部および下部側波帯をそれぞれフィルタリングするよう
に調整する。図示の実施態様では、フィルタの繊度Ｆは
１９２、順序数Ｍは１００、鏡面反射率Ｒは９８．４％
である。パワーペナルティを無視できるようにするため
に、遅れ時間Ｔを各ファイバの長さ毎に最適化する。こ
の図ではスペクトルを平行移動し、光搬送波の周波数を
座標の原点に移して簡単化している。図２は送信光パワ
ースペクトルを示し、ファブリー・ペローのフィルタの
伝達関数すなわちフィルタ特性を記録している。この図
の値は一実施態様の単なる例を示すもので、もちろんい
ろいろに変えてよい。
【００３５】図３は、分散を補償した場合と補償しない
場合について、図１の例の「パワーペナルティ」の値を
送信ファイバの長さの関数として示したものである。こ
こで破線は分散を補償した場合を示し、実線は分散を補
償しない場合を示す。分散を補償した場合の遅れ時間Ｔ
は、２４ｐｓ（５０キロメートルのファイバ）から１０
０（２００キロメートルのファイバ）までの間で変化す
る。この図では、分散によりまた送信機内の帯域幅の制
限により生じるパワーペナルティだけを示し、ファイバ
内の減衰から、および受信回路や必要に応じて使用する
光増幅器からのノイズの影響は考慮していない。送信距
離はパワーペナルティが３ｄＢのときのファイバの長さ
で定義するものであるが、明らかに送信距離は約２．３
倍に増えている。ただしこれはある装置の一例に過ぎな
い。
【００３６】上に述べたように、２個のファイバ・ファ
ブリー・ペローのフィルタと１個の光遅れ線４と共に、
例えば１個のファイバオプティック３ｄＢ分離器を用い
てよい。これは、遅れ時間１００ｐｓを持つ２ｃｍの長
さでよい。しかしこれは単に例示の目的で述べただけで
あって、もちろん多数の他の方法が可能である。上に述
べたように一方の分岐で能動的に位相制御を行うため
に、一方のファイバをカプラ５の前で加熱してよい。し
かし別の実施態様では、機械的な圧力を与えてもよい。
どちらの場合も、結合装置で信号をコヒーレントに結合
するために、屈折率を少しだが十分に変えてよい。別の
実施態様では、一方の分岐に電気光学位相補償器を設け
てよい（図示せず）。
【００３７】これまでは、用いた全ての要素は偏光とは
関係ないと仮定した。しかしこれは絶対ではない。もし
偏光に影響される場合は、入力側でなんらかの偏光制御
を行わなければならない。
【００３８】個別要素以外の実施態様として、例えばＧ
ａＡｓまたはＩｎＰで形成する半導体基板上に全装置を
集積してよい。要素を約１５５０ｎｍの波長で用いる場
合は、例えばＩｎＰは適している。この場合、導波路は
従来のエピタキシャル法またはエッチング法により製作
した単モード導波路から成る。半導体上にモノリシック
な集積を行う場合、例えば狭帯域増幅フィルタとして動
作する共振レーザ増幅器フィルタ、ＤＦＢまたはＤＢＲ
レーザをフィルタとして用いてよい。ＩｎＰ導波路の反
射率はグラスファイバより大きいので、遅れ装置４内の
遅れ長さはより小さくなる。例えば遅れ時間が約Ｔ＝１
００ｐｓの場合の上に述べた例では、この距離は約０．
９ｃｍになる。
【００３９】モノリシックな集積装置では検出装置もモ
ノリシックに集積し、また電気前置増幅器もトランジス
タでよい。更に位相制御も例えばミリメートルの何十分
の一かの短い部分によって行ってよい。そして反射率を
正確に制御するためにこれを前または後ろにずらす。更
に別の実施態様では、入力側の光増幅部分をレーザ増幅
器の形で集積してよい。また上に述べた装置は、例えば
重合体や二酸化けい素などの材料の単モード導波路の形
にしてよい。更に内部のフィルタ３ａと３ｂは、ファブ
リー・ペローフィルタとか、またはモノリシックな集積
回路の場合はレーザ増幅器フィルタとかである必要はな
く、伝達関数が十分狭ければどんなフィルタを用いても
よい。
【００４０】図４は、分離装置１’が分離器と波長選別
装置６’を備える、この発明の別の実施態様を示す。こ
の実施態様の利点は、実質的に全ての光を用いてよいの
で、入力側で光を分離してその後でそれぞれの分岐でフ
ィルタリングしてもその一部が失われないことである。
図４に示す装置２０では、入来する光信号Ｐinを二つの
分岐ａ’とｂ’に分離する。２個の分岐の長さは異な
り、ＬとＬ＋ｄＬである。その後、結合長さの例えば半
分の長さの方向性結合器８内で光を結合する。
【００４１】一実施態様では、二つの分岐ａ’、ｂ’と
方向性結合器とでいわゆるマッハ・ツェンダ干渉計を形
成して波長を周期的に「選別」すると、区分Ａ’−Ｂ’
において全入来波長の半分が上部分岐ａ’に現れ、残り
の半分が下部分岐ｂ’に現れる。二つの分岐の長さの差
であるｄＬを適当に選ぶことにより、一方の変調側波帯
を実質的に「ａ’」内に置き、他方の変調側波帯を実質
的に「ｂ’」内に置くような周期性が得られる。
【００４２】図１に示した実施態様と同様な方法で、送
信ファイバ内での遅れが最小の側波帯を遅れ装置４内で
遅らせ、その後二つの信号を結合装置５内で結合する。
結合装置５は方向性結合器でよい。この場合も、信号の
コヒーレントな結合を得るために、結合装置５または方
向性結合器の直前で能動的に位相制御を行う。方向性結
合器の出力は対称である。
【００４３】一実施態様では、図４に示す装置２０はフ
ァイバ分離器２’、ファイバ結合器８、遅れ装置４（特
に遅れ線の形で）、位相制御（図示せず）などの個別の
ファイバ要素から成る。
【００４４】別の実施態様では、装置２０は図４で説明
したものに対応するが、例えばＧａＡｓやＩｎＰなどの
半導体基板上にモノリシックな集積回路として作ってよ
い。または図１に関して説明したように重合体または二
酸化けい素で集積してよい。
【００４５】分離装置１’は、分離器２’とマッハ・ツ
ェンダ干渉計から成る必要はなく、マッハ・ツェンダ干
渉計の代わりに他の適当な波長選別装置を用いてよい。
波長選別装置は、例えば格子を用いてよい。
【００４６】図５は、図２と同様な図４の区分Ａ’−
Ｂ’における変調した光信号のパワースペクトルと、上
部および下部分岐の伝達関数を示す。従ってこの場合、
伝達関数はマッハ・ツェンダ干渉計の２分岐について示
す。
【００４７】以下では、受信機が理想的であると仮定し
た場合の例を示す。更にファイバは１７ｐｓ／ｎｍ／ｋ
ｍの分散を持つ通常の単モードファイバであると仮定
し、ビット速度は１０Ｇビット／ｓで、波長は１．５５
μｍに設定すると仮定する。
【００４８】変調形式としてはＮＲＺ（非ゼロ復帰）を
選び、パルスの形はコサインの２乗である。ここで信号
のパワーは最大０．７ｘクロック周波数である。
【００４９】図６は、三つの場合について、パワーペナ
ルティ（光パワーペナルティ）を送信距離Ｌの関数とし
て示す。すなわち破線は補償のない場合、点線は青シフ
トパルス、実線はこの発明による補償を用いてＣの値を
変えた場合を示す。この図から、Ｃの値が約０．５のと
きに最大の分散補償が得られることが分かる。これらの
仮定の下では、最大送信距離は約３．６ｘ非補償送信距
離である。
【００５０】送信距離が４倍に達しない最大の理由は、
仮定した信号のパワースペクトルが理想的でない、すな
わちパワースペクトルの伝達関数が実際に１ではないか
らである。従って送信距離は信号のスペクトルに依存
し、理想的な信号スペクトルであれば遅れ送信距離を４
倍にすることができる。Ｃの値を約０．５ないし０．６
にすれば、送信距離を約３倍ないし３．５倍に延ばすこ
とができるが、これはこの事例の例示の値の場合にだけ
当てはまるものである。
【００５１】上に述べた装置とこれに関連する方法は、
高いビット速度のファイバ光送信システムにおいて、電
気光学的再生を行わないときに可能な送信長さを制限す
る最大の要因が分散である場合に、分散を補償するのに
用いられる。理論的には、この発明で説明した装置を用
いれば、送信距離は最大４倍に延びるはずである。送信
距離の延長量、すなわち４倍にどれだけ近く延ばすこと
ができるかは、いかにシャープな光フィルタすなわち波
長選別装置が作れるかにかかっている。一般にビット速
度が大きくなるほど、性能のよい光フィルタを作ること
が容易になる。
【００５２】いうまでもなく、この発明はここに説明し
た実施態様に限られるものではなく、特許請求の範囲内
で自由に変更してよい。この装置は例えば送信システム
の受信側に設けてよいが、また送信距離に沿って設けて
もよい。
【図面の簡単な説明】
この発明は次の図を参照して詳細に説明したが、これは
例示であって制限するものではない。
【図１】分離装置が分離器と２個のフィルタから成る、
この発明の第１実施態様を一般的に示す図。
【図２】図１に示す装置において、変調した光信号のパ
ワースペクトルとファブリー・ペローのフィルタのフィ
ルタ特性を示す図。
【図３】図１に示す装置の分散を補償した場合と補償し
ない場合の「パワーペナルティ」を距離の関数として示
す図。
【図４】分離装置が分離器と波長選別装置と方向性結合
器とを備える、別の実施態様を示す図。
【図５】図４に示す変調した信号のパワースペクトルと
マッハ・ツェンダ干渉計の２分岐の伝達関数を示す図。
【図６】Ｃの異なる値における送信距離の比較を示す
図。
【符号の説明】
１、１’ 分離装置 ２、２’ 分離器 ３ａ、３ｂ 帯域フィルタ ４ 遅れ装置 ５ 結合装置 ６’ 波長選別装置 ８ 方向性結合器 １０、２０ 分散補償装置

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 送信システム内に設けられて光入力信号
    （Ｐin）を受容するファイバオプティック送信システム
    内で分散を補償する装置であって、前記光入力信号（Ｐ
    in）を少なくとも２個の分岐内で上部および下部変調側
    波帯にスペクトルの光学的分離を行う光分離装置（１、
    １’）と、分離した側波帯の時間を選択的に遅らせて分
    散により生じる側波帯間の通過時間差を補償するための
    遅れ装置（４）と、前記側波帯を結合するための結合装
    置（５、５’）を備えることを特徴とするファイバオプ
    ティック送信システムの分散補償装置（１０、２０）。
  2. 【請求項２】 前記側波帯は前記結合装置（５、５’）
    でコヒーレントに結合することを特徴とする、請求項１
    記載の装置（１０、２０）。
  3. 【請求項３】 前記遅れ装置（４）は２個の別個の単モ
    ード導波路を備え、実質的に同じまたはほとんど違わな
    いグループ速度を持つ前記変調側波帯が、異なる長さの
    距離を伝播することを特徴とする、請求項２記載の装置
    （１０、２０）。
  4. 【請求項４】 前記遅れ装置（４）はファイバオプティ
    ック遅れ線から成ることを特徴とする、請求項２または
    ３記載の装置。
  5. 【請求項５】 コヒーレントな信号を結合するために能
    動的な位相制御装置を少なくとも１方の分岐に設けるこ
    とを特徴とする、請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記分離装置（１）は、ファイバ分離器
    （２）と、各分岐に設けられかつ狭い伝達関数を持つ光
    帯域フィルタ（３ａ、３ｂ）を備えることを特徴とす
    る、前記請求項のいずれかに記載の装置（１０）。
  7. 【請求項７】 前記ファイバ分離器（２）は受動的３ｄ
    Ｂ結合器から成ることを特徴とする、請求項６記載の装
    置（１０）。
  8. 【請求項８】 使用する要素は個別のファイバ要素から
    成ることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の
    装置（１０）。
  9. 【請求項９】 例えばＧａＡｓまたはＩｎＰ、または重
    合体材料やＳｉＯ2に集積した、半導体基板上に装置を
    モノリシックに集積することを特徴とする、請求項１−
    ７のいずれかに記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記帯域フィルタ（３ａ、３ｂ）は、
    前記上部および下部変調側波帯をそれぞれフィルタリン
    グするためのファブリー・ペロー干渉計から成ることを
    特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記光帯域フィルタは、ＤＦＢやＤＢ
    Ｒレーザなどの共振レーザ増幅器フィルタから成ること
    を特徴とする、請求項９記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記分離装置（１’）はファイバ分離
    器（２’）と波長選別装置（６’）を備えることを特徴
    とする、請求項２−５のいずれかに記載の装置（２
    ０）。
  13. 【請求項１３】 前記波長選別装置（６’）は、異なる
    長さ（Ｌ、Ｌ＋ｄＬ）の２分岐（ａ’、ｂ’）と光信号
    を結合する方向性結合器（８）から成ることを特徴とす
    る、請求項１２記載の装置（２０）。
  14. 【請求項１４】 前記波長選別装置（６’）はマッハ・
    ツェンダ干渉計から成ることを特徴とする、請求項１３
    記載の装置（２０）。
  15. 【請求項１５】 前記波長選別装置は格子に基づくもの
    であることを特徴とする、請求項１３記載の装置（２
    ０）。
  16. 【請求項１６】 前記方向性結合器（８）の長さは結合
    長さの半分に選択することを特徴とする、請求項１３−
    １５のいずれかに記載の装置（２０）。
  17. 【請求項１７】 使用する要素は個別のファイバ要素か
    ら成ることを特徴とする、請求項１２−１６のいずれか
    に記載の装置（２０）。
  18. 【請求項１８】 前記装置は例えばＧａＡｓまたはＩｎ
    Ｐなどの半導体にモノリシックに集積することを特徴と
    する、請求項１２−１６のいずれかに記載の装置（２
    ０）。
  19. 【請求項１９】 前記装置は重合体材料またはＳｉＯ2
    に集積することを特徴とする、請求項１２−１６のいず
    れかに記載の装置（２０）。
  20. 【請求項２０】 前記装置は送信システムの受信側に設
    けることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の装
    置（１０、２０）。
  21. 【請求項２１】 前記装置は光出力信号（Ｐout ）を検
    出するための検出装置を備えることを特徴とする、前記
    請求項のいずれかに記載の装置（１０、２０）。
  22. 【請求項２２】 ファイバオプティック送信システム内
    で分散を補償する方法であって、前記分散の補償は光信
    号（Ｐin）が入る前記ファイバオプティック送信システ
    ム内で行われ、前記方法は、 − 光分離装置（１、１’）内で前記光入力信号
    （Ｐin）を上部および下部変調側波帯にそれぞれ分離
    し、 − 分散により生じる側波帯間の通過時間差を補償する
    ために前記変調側波帯を選択的に遅らせ、 − 前記側波帯を結合装置（５、５’）で結合する、段
    階を含む方法。
  23. 【請求項２３】 前記変調側波帯をコヒーレントに結合
    することを特徴とする、請求項２０記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記変調側波帯は異なる長さの距離伝
    播するが実質的に同じグループ速度を持つことを特徴と
    する、請求項２０−２１のいずれかに記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記光入力信号（Ｐin）を分離装置
    （１、１’）で分離し、その後フィルタリングして一方
    の分岐で上部変調側波帯を得、他方の分岐で下部側波帯
    を得ることを特徴とする、請求項２０−２２のいずれか
    に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記入来する光信号を長さの異なる２
    個の分岐に分離し、その後前記光を方向性結合器で結合
    して波長を選別することを特徴とする、請求項２０−２
    ３のいずれかに記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記分散の補償を前記送信システムの
    受信側で行うことを特徴とする、請求項２２−２５のい
    ずれかに記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記結合装置（５、５’）から出る前
    記光出力信号（Ｐou t ）を検出装置により既知の方法で
    検出することを特徴とする、請求項２７記載の方法。
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