JPH1172761A - 光パルス生成装置、分散測定装置、分散補償装置及び分散測定方法 - Google Patents
光パルス生成装置、分散測定装置、分散補償装置及び分散測定方法Info
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Abstract
段2を備え、波長チャーピング発生手段2は駆動電圧の
増加率に対応した波長チャーピングを発生させ、駆動電
圧設定手段3は駆動電圧の範囲を光出力が増減する範囲
に設定し、駆動電圧設定手段3が光変調手段1にパルス
電圧を1つ入力するだけで、波長の異なる複数の光パル
スを光変調手段1から出力可能とする。
Description
置、分散測定装置、分散補償装置及び分散測定方法に関
し、特に、光ファイバ伝送における分散補償を行う場合
に適用して好適なものである。
用化が始まっているが、近年のネットワーク利用の急激
な増加により、ネットワークのより一層の大容量化の要
求が高まっている。ここで、伝送速度が10Gb/s以
上の光伝送システムでは、波長分散による伝送波形の劣
化が発生し、伝送が困難になることから、分散補償を行
うことが不可欠である。例えば、1.3μm零分散シン
グルモードファイバを用いた伝送速度10Gb/s以上
の光伝送システムに対し、波長1.55μmの信号光を
適用すると、波長分散値が約+18ps/nm/kmと
大きくなり、分散補償が不可欠になる。
テムでは、分散トレランスが比較的広く、一定の分散値
を有する分散補償器を共通に適用することにより、分散
補償を行うことが可能である。例えば、1.3μm零分
散シングルモードファイバ(SMF)を用いて、波長が
1.55μmの信号光を伝送した場合、分散トレランス
が約800ps/nmとなる。このため、1.3μm零
分散シングルモードファイバを用いた20〜40kmの
短距離伝送システムに対し、分散補償ファイバ(DC
F)やファイバグレーティングのような一定の分散値を
有する分散補償器を共通に適用したシステム設計が可能
である。
送システムでは、分散補償トレランスが小さくなり、分
散補償を高精度に行う必要があることから、伝送路の分
散の変化量を測定し、分散補償量を伝送路ごとに最適化
する必要がある。
補償トレランスの小ささを示す実験結果を説明する図で
ある。図27において、送信機341から40Gb/s
の信号を1.3μm零分散シングルモードファイバ34
2で50kmだけ伝送させてから、受信機344で受信
すると、920ps/nmの波長分散が発生する。この
ため、分散補償ファイバ343の長さを調節することに
より、1.3μm零分散シングルモードファイバ342
の波長分散を補償する。
送可能条件とした場合、分散補償トレランスはわずか3
0ps/nmしかないため、厳密な分散補償を行う必要
がある。ところが、1.3μm零分散シングルモードフ
ァイバ342を用いた既存伝送路では、正確な分散量が
把握されていない部分も多く、また、温度や光ファイバ
にかかる応力などにより分散量が経時的に変化すること
から、分散量とその変化量を厳密に測定し、中継区間毎
に分散補償量を適切に設定しなければならない。
に、1.55μm零分散シフトファイバ(DSF)の敷
設が行われている。このファイバで波長1.55μmの
信号光を伝送したときの波長分散は、約±2ps/nm
/km以下と小さく、1.3μm零分散シングルモード
ファイバと比べて分散による影響は小さくなる。
ると、分散補償トレランスが非常に小さいために、1.
55μm零分散シフトファイバを用いた場合でも分散補
償が必要となり、1.3μm零分散シングルモードファ
イバと同様に経時変化による伝送劣化を防ぐためにも、
分散補償量を常に最適値にする必要がある。
分散測定方法を説明する図である。図28(a)は、ツ
インパルス法による波長分散測定方法を示すもので、こ
のツインパルス法では、群遅延時間差をパルス間隔から
直接測定し、波長分散を測定する。
1から出力されたパルス信号は、駆動部352、353
を介してレーザーダイオード354、355に供給され
る。レーザーダイオード354は、駆動部352からパ
ルス信号が送られると、波長λ1の光パルスを出力し、
レーザーダイオード355は、駆動部353からパルス
信号が送られると、波長λ2の光パルスを出力する。
波長λ1の光パルスと、レーザーダイオード355から
出力された波長λ2の光パルスとは、ハーフミラー35
6を介して光ファイバ357に供給され、光ファイバ3
57により検出器358に伝送される。
波長λ1の光パルスと波長λ2の光パルスが伝送されて
くると、その検出結果をサンプリングオシロスコープ3
59に出力する。サンプリングオシロスコープ359
は、パルス発生器351から遅延回路360を介して送
られてきたパルス信号の到着時刻と、検出器により検出
された光パルスの到着時刻とを比較する。そして、光フ
ァイバ357の伝送後の2つの光パルスの遅延差を検出
することにより、分散量を求める。
定方法を示すもので、この位相法では、群遅延時間差を
直接測定するのではなく、群遅延時間差により生じる光
の変調信号間の位相差から波長分散を求める。
1はレーザーダイオード372〜374から出力される
光信号を変調し、レーザーダイオード372は波長がλ
1の光信号を出力し、レーザーダイオード373は波長
がλ2の光信号を出力し、レーザーダイオード374は
波長がλ3の光信号を出力する。レーザーダイオード3
72〜374から出力された光信号は、光スイッチ37
5により切り換えられて、光ファイバ376に供給さ
れ、光ファイバ376によりアバランシェフォトダイオ
ード377に伝送される。
光ファイバ376により伝送された光信号を電気信号に
変換し、この電気信号を増幅器378を介してベクトル
ボルトメータ379に出力する。ベクトルボルトメータ
379は、シンセサイザ371から送られてきた電気信
号と増幅器378から送られてきた電気信号とを比較
し、光の変調信号間の位相差を求めることにより、分散
量を算出する。
光伝送システムでは、分散補償量を最適値に設定するた
めに、図28に示したような分散測定系を伝送システム
の一部として送受信機内に組み込んだ場合、レーザーダ
イオードや駆動部の部品点数が多数必要になることか
ら、システム全体の規模が大きくなってしまい、コスト
も莫大になるという問題があった。
送システムでは、分散補償トレランスが小さく、分散値
を常に測定しなければならないことから、送受信機内に
容易に組み込めるような小規模で低コストな分散測定装
置が必要となっていた。
長分散を測定可能とすることである。
ために、本発明によれば、駆動電圧の増加に伴って光出
力が増減する光変調手段と、前記駆動電圧の範囲を前記
光出力が増減する範囲に設定する駆動電圧設定手段とを
備えている。
けで、光パルスを出力させることが可能となるととも
に、駆動電圧が減少する時にも光パルスを出力させるこ
とが可能となることから、パルス電圧を1つ入力するだ
けで、複数の光パルスを出力させることが可能となり、
短光パルスを簡易な構成で出力することが可能となる。
調手段は、前記駆動電圧の増加率に対応した波長チャー
ピングを発生させる波長チャーピング発生手段を備えて
いる。
出力される光パルスの波長と、駆動電圧が減少する時に
出力される光パルスの波長とを異なるようにすることが
可能となり、パルス電圧を1つ入力するだけで、波長の
異なる複数の光パルスを出力させることが可能となる。
このため、このようにして生成された波長の異なる複数
の光パルスを波長分散の測定に用いることにより、波長
分散の測定を簡易な構成で行うことが可能となり、光伝
送システムにおける波長分散の測定をきめ細かく行うこ
とが可能となることから、分散補償の精度を向上させ
て、光伝送のより一層の高速化を達成するすることが可
能となる。
段は、マッハツェンダ変調器である。このことにより、
駆動電圧の増加に伴って光出力を周期的に変化させるこ
とが可能となり、半波長電圧を超えるパルス電圧を1つ
入力するでけで、複数の光パルスを出力させることが可
能となるとともに、パルス電圧の増加率に対応した波長
チャーピングを発生させて、光パルスの波長を異なるよ
うにすることが可能となる。
ェンダ変調器はLiNbO3 変調器である。このことに
より、外部変調を効率よく行うことが可能となる。
ェンダ変調器は半導体変調器である。このことにより、
レーザーダイオードとマッハツェンダ変調器とを容易に
集積化することが可能となり、マッハツェンダ変調器に
使用する光源とマッハツェンダ変調器とを一体的に構成
することが可能となることから、分散測定装置のより一
層の小型軽量化が可能となる。
なる複数の光パルスを分離する光フィルタを備えてい
る。 このことにより、単一波長の短光パルスを簡易な
構成で出力することが可能となり、超高速光伝送におけ
る光源を容易に生成することが可能となる。
分波させる分波手段と、前記分波した入力光の位相を異
なる変調効率で変調させる位相変調手段と、前記位相の
変調が行われた入力光を合波させる合波手段と、前記位
相変調手段に半波長電圧を超える電圧を入力する駆動信
号入力手段とを備えている。
を位相変調手段に入力するだけで、複数の光パルスを出
力させることが可能となるとともに、分波した入力光の
変調効率を異ならせることにより、駆動信号入力手段か
ら入力される電圧の増加率に対応した波長チャーピング
を発生させることが可能となることから、波長の異なる
複数の光パルスを単一光源を用いただけで生成すること
が可能となる。
導波路と、前記第1の光導波路から分岐した第2の光導
波路及び第3の光導波路と、前記第2の光導波路及び前
記第3の光導波路を合流させる第4の光導波路と、前記
第2の光導波路に電圧を加える第1の電極と、前記第3
の光導波路に電圧を加える第2の電極と、半波長電圧を
越える電圧を前記第1の電極または前記第2の電極に入
力する駆動信号入力手段とを備えている。
を第1の電極または第2の電極に入力するだけで、複数
の光パルスを出力させることが可能となるとともに、駆
動信号入力手段から入力される電圧の増加率に対応した
波長チャーピングを発生させて、光パルスの波長を異な
るようにすることが可能となり、波長の異なる複数の光
パルスを単一光源を用いただけで生成することが可能と
なる。
信号入力手段は、振幅が半波長電圧の2倍に設定された
パルス状電圧を発生させる。このことにより、1つのパ
ルス状電圧をマッハツェンダ変調器の片方の電極に入力
するだけで、互いに波長の異なる2つの光パルスを生成
することが可能となる。
から出力された光を波長の異なる複数の光パルスに変換
し、この光パルスを伝送路に入力することにより、伝送
路の分散量を求めるようにしている。
間隔に基づいて伝送路の分散量を容易に求めることが可
能となることから、1つの単一光源を伝送路に設けるだ
けで分散量の測定が可能となり、分散測定を簡易な構成
で行うことが可能となる。また、本発明の一態様によれ
ば、伝送路の送信側から波長の異なる複数の光パルスを
入力し、伝送後の光パルスを伝送路の受信側で検出する
ようにしている。
に影響を与えることなく、光パルスを伝送路に容易に入
力することが可能となるとともに、伝送後の光パルスを
伝送路から容易に取り出すことが可能となる。
受信側から波長の異なる複数の光パルスを入力し、伝送
後の光パルスを伝送路の送信側で検出するようにしてい
る。このことにより、伝送路で送られる主信号に影響を
与えることなく、光パルスを伝送路に容易に入力するこ
とが可能となるとともに、伝送後の光パルスを伝送路か
ら容易に取り出すことが可能となる。
を折り返す折り返し手段を備えている。このことによ
り、光パルスを伝送路で往復させることが可能となり、
伝送路の長さが短い場合や、伝送路の分散が小さい場合
においても、分散量を増加させて検出できることから、
伝送路の分散を精度良く検出することができる。
送信側に折り返し手段を設け、光パルスの入力及び検出
を伝送路の受信側で行うようにしている。このことによ
り、伝送路の分散が小さい場合においても、伝送路の分
散を精度良く検出することが可能となるとともに、光パ
ルスの発生装置及び検出装置を一カ所に配置することが
可能となり、光パルスの発生装置及び検出装置を一体化
することにより、分散測定系の構成をコンパクトにまと
めることが可能となる。
受信側に折り返し手段を設け、光パルスの入力及び検出
を伝送路の送信側で行うようにしている。このことによ
り、伝送路の分散が小さい場合においても、伝送路の分
散を精度良く検出することが可能となるとともに、光パ
ルスの発生装置及び検出装置を一カ所に配置することが
可能となり、光パルスの発生装置及び検出装置を一体化
することにより、分散測定系の構成をコンパクトにまと
めることが可能となる。
光パルスを電気信号に変換し、その電気信号の周波数成
分に基づいて、伝送路の分散量を求めるようにしてい
る。このことにより、伝送路の分散量を容易に求めるこ
とが可能となる。
変調手段に入力される光の一部を第2の光変調手段に導
き、第2の光変調手段で生成された光パルスを伝送路で
伝送させることにより、伝送路の分散量を求めるように
している。
光の一部を分散測定に使用することが可能となり、主信
号用の光源と分散測定用の光源とを共通化することが可
能となることから、分散測定系のより一層の小型軽量化
が可能となる。
の光源と分散測定用の光源とを別々に設けるようにして
いる。このことにより、分散測定を行う際の主信号の影
響をなくすことが可能となるとともに、主信号の伝送中
に伝送路の分散測定を容易に行うことが可能となる。
の光の波長と分散測定用の光の波長とを異なるようにし
ている。このことにより、分散測定を行う際に主信号用
の光が混在している場合においても、主信号用の光を光
フィルタで容易に除去することが可能となり、分散測定
用の光だけを取り出すことが可能となる。
から出力された光を波長の異なる複数の光パルスに変換
し、この光パルスを伝送路で伝送させた時の分散量に基
づいて、伝送路の分散補償を行うようにしている。
に設けるだけで伝送路の分散補償が可能となり、分散補
償を簡易な構成で行うことが可能となる。また、本発明
の一態様によれば、伝送路の送信側または受信側または
中継器内に分散補償手段を設けるようにしている。
出装置及び分散補償装置を一カ所に配置することが可能
となり、光パルスの発生装置、検出装置及び分散補償装
置を一体化することにより、分散補償系の構成をコンパ
クトにまとめることが可能となる。
量が可変である。このことにより、システム立ち上げ時
に伝送路の分散値の測定を行う場合だけでなく、伝送路
を運用しながら伝送路の分散値をリアルタイムで測定す
る場合においても、伝送路の分散補償を精度良く行うこ
とが可能となり、光伝送のより一層の高速化を達成する
ことが可能となる。
量を手動により変化させるようにしている。このことに
より、伝送路の分散補償を定期的に行うことが可能とな
る。
量を自動的に変化させるようにしている。このことによ
り、伝送路の分散補償をリアルタイムで精度良く行うこ
とが可能となる。
分散量に基づいて、主信号光の波長を変化させるように
している。このことにより、伝送路の分散量を変化させ
ることが可能となり、光源の波長を調節するだけで伝送
路の分散補償を行うことが可能となることから、分散補
償を行う際に必要な部品数を削減して、分散補償系のよ
り一層の小型軽量化及び低コスト化が可能となる。
分散量に基づいて、主信号光の出力パワーを変化させる
ようにしている。このことにより、主信号光の出力パワ
ーの非線形性に基づいて、伝送路を伝搬する光パルスを
圧縮させたり、広げたりすることが可能となることか
ら、主信号光の分散による影響を軽減することが可能と
なる。
波数の電気パルスに基づいて所定の間隔の光パルスを生
成し、その光パルスを伝送路で伝送させ、伝送後の光パ
ルスを電気信号に変換し、その電気信号の周波数成分が
前記所定の周波数となるように、伝送路の分散補償を行
うようにしている。
に行うことが可能となる。
面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施例
に係わる光パルス生成装置の構成を示すブロック図であ
る。
設定手段3から供給される駆動電圧に基づいて入力光を
変調する。ここで、光変調手段1は、駆動電圧の増加に
伴って光出力が増減する。このため、駆動電圧の範囲を
光出力が増減する範囲に設定することにより、駆動電圧
を増加させるだけで、光パルスを出力させることが可能
となることから、駆動電圧設定手段3が光変調手段1に
パルス電圧を1つ入力するだけで、複数の光パルスを出
力させることが可能となる。
生手段2を備え、波長チャーピング発生手段2は駆動電
圧の増加率に対応した波長チャーピングを発生させる。
このため、駆動電圧が増加する時に光変調手段1から出
力される光パルスの波長と、駆動電圧が減少する時に光
変調手段1から出力される光パルスの波長とが異なるよ
うになる。この結果、駆動電圧設定手段3が光変調手段
1にパルス電圧を1つ入力するだけで、光変調手段1は
波長の異なる複数の光パルスを出力させることが可能と
なる。
の入力光を供給するだけで、波長の異なる複数の光パル
スを生成することが可能となることから、波長の異なる
複数の光パルスを簡易な構成により生成することが可能
となり、光変調手段1及び駆動電圧設定手段3を分散測
定の信号源として光伝送システムに組み込んだ場合にお
いても、光伝送システムの規模の増大を抑制することが
可能となる。
時行うことが可能となり、光伝送システムにおける分散
補償量を常に最適な値に設定することにより、分散補償
トレランスが小さい場合においも、光伝送を正確に行う
ことが可能となる。
装置の構成を示すブロック図である。図2において、光
変調手段12は、切り換え手段11から供給される変調
信号またはパルス信号に基づいて入力光を変調する。こ
こで、光変調手段12は、駆動電圧の増加に伴って光出
力が増減する。このため、パルス信号による駆動範囲を
光出力が増減する範囲に設定することにより、パルス信
号の立ち上がり立ち下がり時に、光パルスを出力させる
ことが可能となることから、光変調手段1にパルス電圧
を1つ入力するだけで、複数の光パルスを出力すること
が可能となる。
調を行う時は変調信号を光変調手段12に供給し、分散
測定を行う時はパルス信号を光変調手段12に供給す
る。このため、主信号の変調を行う時と分散測定を行う
時とで、1つの光変調手段12を兼用することが可能と
なり、光伝送システムの規模の増大を抑制することが可
能となる。
調器を用いた場合を例にとって、より具体的に説明す
る。図3は、本発明の一実施例に係わるマッハツェンダ
変調器の動作を説明する図である。
波路21から分岐した光導波路22a及び光導波路22
bと、これらの光導波路22a及び光導波路22bが合
流した光導波路23とが設けられている。また、光導波
路22a及び光導波路22bを伝播する光を変調する電
極24a、24bがそれぞれ設けられている。
波路22a及び光導波路22bで入力光が分波する。そ
して、光導波路22a及び光導波路22bで入力光に対
する位相変調が行われ、分波した位相変調後の入力光
は、光導波路23で合波して出力光として出力される。
ここで、マッハツェンダ変調器では、光導波路22a及
び光導波路22bを伝播する光の位相を互いに同じ大き
さで逆方向に変調することにより、変調時の波長チャー
ピングをなくすことが可能である。
の入力光を光導波路21に入力し、光導波路22a及び
光導波路22bでのそれぞれの位相変化をφA(V)、
φB(V)とすると、出力光の電界Eout(t)は、 Eout(t)=E0/√2{cos(ω0 t−φA(V) +cos(ω0 t+φB(V))}・・・(3) と表すことができる。ここで、光導波路22a及び光導
波路22bでの変調効率 をそれぞれa、bとすると、位相変化φA(V)及びφB(V)は、 φA(V)=a(Vin+BIA) ・・・(4) φB(V)=b(Vin+BIA) ・・・(5) となる。ただし、Vinは電極24a及び電極24bに
入力される駆動電圧、BIAはマッハツェンダ変調器の
バイアス電圧である。
ると、 Eout(t)=E0/√2〔{cos(φA(V)) +cos(φB(V))}cos(ω0 t)+{sin(φA(V)) −sin(φB(V))}sin(ω0 t)〕 ・・・(6) となる。ここで、 x=cos(φA(V))+cos(φB(V)) y=sin(φA(V))−sin(φB(V)) とおくと、(6)式は、 Eout(t)=E0√(x2 +y2 )/2 ・cos{ω0 t−tan-1(y/x)} ・・・(7) となる。ここで、光出力パワーPは、 P=x2 +y2 ・・・(8) である。
が角周波数の変動となるので、中心波長をλ0とする
と、波長チャーピングΔλは、 Δλ=λ02 /(2π・υ)・Δω =d(tan-1(y/x))/dt・λ02 /(2π・υ) ・・・(9) と表すことができる。ただし、υは光ファイバ中の光速
である。
ーピングΔλをなくすためには、変調効率をa、bを一
致させる必要がある。図4は、本発明の一実施例に係わ
るマッハツェンダ変調器の駆動方法を説明する図であ
る。
波路31から分岐した光導波路32a及び光導波路32
bと、これらの光導波路32a及び光導波路32bが合
流した光導波路33とが設けられる。また、光導波路3
2aを伝播する光を変調する電極34が設けられてい
る。
波路32a及び光導波路32bで入力光が分波する。そ
して、光導波路32aで入力光に対する位相変調が行わ
れ、光導波路32aで位相変調された光と光導波路32
bを伝播した光とは、光導波路33で合波し出力光とし
て出力される。
圧Vπの2倍の振幅を有するパルス状電圧35を電極3
4に入力したものとする。この場合、パルス状電圧35
の立ち上がり時に、光パルス36が出力されるととも
に、パルス状電圧35の立ち下がり時に、光パルス37
が出力される。また、光パルス36、37には波長チャ
ーピングΔλが発生し、(11)式から明らかなよう
に、波長チャーピングΔλの大きさは、パルス状電圧3
5の微分に比例する。
るマッハツェンダ変調器に対し、1つのパルス状電圧3
5を供給するだけで、波長λ−Δλの光パルス35と波
長λ+Δλの光パルス36とを生成することが可能とな
る。
駆動することにより、変調効率a、bを、a:b=1:
0とすることが可能となり、波長の異なる2つの光パル
ス36、37を生成することが可能となる。
ス生成方法を説明する図である。図5において、波長λ
の入力光を光導波路31に入力した場合、電極34に供
給される駆動電圧Vinと、光導波路33から出力され
る光出力パワーPとの関係は、半波長電圧Vπの2倍の
周期で周期的に変化する。このため、パルス状電圧35
の振幅を半波長電圧Vπの2倍に設定した場合、パルス
状電圧35の立ち上がり時に()、光出力パワーP
は、P1からP2に増加した後、P2からP1に減少す
る。このため、パルス状電圧35の立ち上がり時に対応
した時刻t1に光パルス36が光導波路33から出力さ
れる。また、パルス状電圧35の立ち上がり時の微分値
は正となることから、光パルス36の波長がΔλだけシ
フトし、λ+Δλとなる。
状電圧35が立ち下がると()、光出力パワーPは、
P1からP2に再び増加した後、P2からP1に減少す
る。このため、パルス状電圧35の立ち下がり時に対応
した時刻t2に、光パルス37が光導波路33から出力
される。また、パルス状電圧35の立ち下がり時の微分
値は負となることから、光パルス37の波長が−Δλだ
けシフトし、λ−Δλとなる。すなわち、本発明は周期
的な干渉特性を有する干渉器内の光の位相差を利用して
光変を行う変調器に対して、該変調器に与える光の位相
差は該干渉器の周期特性で光出力が最も低くなる第1の
位相差から、光出力が最も高くなる第2の位相差を経由
して、光出力が最も低くなる第3の位相差に変化した
後、光出力が最も高くなる第2の位相差を経由して、光
出力が最も低くなる第1の位相差となるように、変調器
に加える駆動電圧を与えることで、複数の波長の光を1
つの光源から作り出せる。
ス生成方法を波長チャーピングの発生と対応させて説明
する図である。図6(a)において、波長λの入力光が
マッハツェンダ変調器に入力されている場合、時刻t1
に駆動電圧Vinが立ち上がると、駆動電圧Vinの微
分値に対応した波長チャーピング36’が発生し、波長
λ+Δλの光パルス36が生成される。また、時間間隔
dが経過し、時刻t2に駆動電圧Vinが立ち下がる
と、駆動電圧Vinの微分値に対応した波長チャーピン
グ37’が発生し、波長λ−Δλの光パルス37が生成
される。
隔は、駆動波形の幅dと同一となるめ、駆動波形の幅d
を調節することにより任意に制御可能である。図6
(b)において、時刻t3に駆動電圧Vinが立ち下が
ると、駆動電圧Vinの微分値に対応した波長チャーピ
ング38’が発生し、波長λ−Δλの光パルス38が生
成される。また、時間間隔dが経過し、時刻t4に駆動
電圧Vinが立ち上がると、駆動電圧Vinの微分値に
対応した波長チャーピング39’が発生し、波長λ+Δ
λの光パルス39が生成される。
通常、半波長電圧Vπでデータ変調を行うが、その2倍
の駆動電圧2Vπで変調を行うことにより、駆動波形の
立ち上がり及び立ち下がりのそれぞれで短パルスを発生
させることが可能になる。
1)式で示したように、波長チャーピングΔλが駆動電
圧Vinの微分値に比例するために、駆動波形の立ち上
がり時と立ち下がり時とで波長チャーピングΔλの符号
が逆になり、発生した2つの短パルスはそれぞれλ+Δ
λとλ−Δλの互いに異なる波長を持つようになる。
ッハツェンダ型変調器とから生成された2つの短パルス
を光ファイバにより伝送させると、群遅延差によりパル
ス間隔が広がり、伝送前のパルス間隔dが伝送後のパル
ス間隔d+Δdに変化する。
s)には、以下の関係がある。 Δd=D・L・Δλc ・・・(12) ただし、D(ps/nm/km)は伝送路の分散値、L
(km)は伝送距離、Δλcはパルスピーク部分のΔλ
である。
することにより、伝送路の分散値Dを把握することが可
能になる。なお、パルス間隔の変化分Δdは、サンプリ
ングオシロスコープ等で直接読み取ることができる。な
お、分散値Dの概算ができる伝送路では、あらかじめパ
ルス間隔dを調節しておくことにより、制御の簡素化を
行うことが可能である。
させた場合における光パルスの生成方法を示す図であ
る。図7(a)において、駆動電圧Vinとして、パル
ス幅d1のパルス信号501を入力すると、パルス信号
501の立ち上がりに対応して時刻t1に光パルス50
2が生成され、パルス信号501の立ち下がりに対応し
て時刻t2に光パルス503が生成される。この時、光
パルス502に対しては、パルス信号501の立ち上が
り時の微分値に対応した波長チャーピングが発生するこ
とから、光パルス502の波長はλ1となり、光パルス
503に対しては、パルス信号501の立ち下がり時の
微分値に対応した波長チャーピングが発生することか
ら、光パルス503の波長はλ2となる。
せ、駆動電圧Vinとして、パルス幅d2のパルス信号
504を入力すると、図7(b)に示すように、パルス
信号504の立ち上がりに対応して時刻t3に光パルス
505が生成され、パルス信号504の立ち下がりに対
応して時刻t4に光パルス506が生成される。この
時、光パルス505に対しては、パルス信号504の立
ち上がり時の微分値に対応した波長チャーピングが発生
することから、光パルス505の波長はλ1となり、光
パルス506に対しては、パルス信号504の立ち下が
り時の微分値に対応した波長チャーピングが発生するこ
とから、光パルス506の波長はλ2となる。
せた場合における光パルスの生成方法を示す図である。
図8(a)において、駆動電圧Vinとして、立ち上が
り時の微分値がdV1、立ち下がり時の微分値が−dV
1のパルス信号601を入力すると、パルス信号601
の立ち上がりに対応して時刻t1に光パルス602が生
成され、パルス信号601の立ち下がりに対応して時刻
t2に光パルス603が生成される。この時、光パルス
602に対しては、パルス信号601の立ち上がり時の
微分値dV1に対応した波長チャーピングが発生するこ
とから、光パルス602の波長はλ1となり、光パルス
603に対しては、パルス信号601の立ち下がり時の
微分値−dV1に対応した波長チャーピングが発生する
ことから、光パルス603の波長はλ2となる。
せ、駆動電圧Vinとして、立ち上がり時の微分値がd
V2、立ち下がり時の微分値が−dV2のパルス信号6
04を入力すると、図8(b)に示すように、パルス信
号604の立ち上がりに対応して時刻t3に光パルス6
05が生成され、パルス信号604の立ち下がりに対応
して時刻t4に光パルス606が生成される。この時、
光パルス605に対しては、パルス信号604の立ち上
がり時の微分値dV2に対応した波長チャーピングが発
生することから、光パルス605の波長はλ3となり、
光パルス606に対しては、パルス信号604の立ち下
がり時の微分値−dV2に対応した波長チャーピングが
発生することから、光パルス606の波長はλ4とな
る。
ス伝送の実験結果を示す波形図である。図9(a)に示
すように、送信間隔L1が400psの送信パルス列を
シングルモードファイバで伝送させる。シングルモード
ファイバ25kmの伝送後では、図9(b)に示すよう
に、光パルスの間隔がL2に広がり、シングルモードフ
ァイバ50kmの伝送後では、図9(c)に示すよう
に、光パルスの間隔がL3に広がる。このように、シン
グルモードファイバでの伝送後の光パルス間隔が分散値
の大きさ(伝送路の距離)により変化することが分か
る。なお、この実験で用いたシングルモードファイバの
波長分散は、約17ps/nm/kmである。
送後の光パルス間隔を計測することにより、既存伝送路
を用いた超高速伝送時でのファイバ伝送路の分散測定及
び分散補償を低コストで、かつ容易に行うことが可能に
なる。
ルス生成装置の構成例を示すブロック図である。図10
(a)において、レーザーダイオード41から出射され
るレーザー光がマッハツェンダ変調器42に入力される
とともに、パルス発生器43で生成されるパルス信号4
01がマッハツェンダ変調器42に入力される。ここ
で、パルス発生器43は、例えば、マッハツェンダ変調
器42を片側駆動するとともに、駆動電圧Vinを半波
長電圧Vπの2倍に設定する。
で、マッハツェンダ変調器42から2つの光パルス40
2、403を出力させることが可能となるとともに、パ
ルス信号の増加率に対応した波長チャーピングを発生さ
せて、マッハツェンダ変調器42から出力される光パル
ス402、403の波長を互いに異なるようにすること
が可能となる。さらに、パルス発生器43から出力され
るパルス信号401のパルス幅を変化させることによ
り、マッハツェンダ変調器42から出力される光パルス
402、403の時間間隔dを任意に設定することが可
能となる。
ェンダ変調器42にLiNbO3 変調器45を使用した
例を示すブロック図である。図10(b)において、レ
ーザーダイオード44から出射されるレーザー光がLi
NbO3 変調器45に入力されるとともに、パルス発生
器46で生成されるパルス信号404がLiNbO3 変
調器45に入力される。ここで、パルス発生器46は、
例えば、LiNbO3 変調器45を片側駆動するととも
に、駆動電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定す
る。
るだけで、LiNbO3 変調器45から2つの光パルス
405、406を出力させることが可能となるととも
に、パルス信号の増加率に対応した波長チャーピグを発
生させて、LiNbO3 変調器45から出力される光パ
ルス405、406の波長を互いに異なるようにするこ
とが可能となる。さらに、パルス発生器46から出力さ
れるパルス信号404のパルス幅を変化させることによ
り、LiNbO3 変調器45から出力される光パルス4
05,406の時間間隔dを任意に設定することが可能
となる。
iTaO2 などの強誘電体結晶を用いることにより、マ
ッハツェンダ変調器42を構成することも可能である。
図10(c)は、図10(a)のマッハツェンダ変調器
42に半導体変調器48を使用した例を示すブロック図
である。
ド47から出射されるレーザー光が半導体変調器48に
入力されるとともに、パルス発生器49で生成されるパ
ルス信号407が半導体変調器48に入力される。ここ
で、パルス発生器49は、例えば、半導体変調器48を
片側駆動するとともに、駆動電圧Vinを半波長電圧V
πの2倍に設定する。
るだけで、半導体変調器48から2つの光パルス40
8、409を出力させること可能となるとともに、パル
ス信号407の増加率に対応した波長チャーピングを発
生させて、半導体変調器48から出力される光パルス4
08、409の波長を互いに異なるようにすることが可
能となる。さらに、パルス発生器49から出力されるパ
ルス信号407のパルス幅を変化させることにより、半
導体変調器48から出力される光パルス408、409
の時間間隔dを任意に設定することが可能となる。
半導体変調器48を使用することにより、レーザーダイ
オード47と半導体変調器48とを容易に集積化するこ
とが可能となり、レーザーダイオード47と半導体変調
器48とを一体的に作成することが可能となることか
ら、分散測定装置の小型軽量化及び低コスト化が可能と
なる。
調器48の構成例を示す上面図、図11(b)は図11
(a)のA−A’線で切断した時の断面図である。図1
1(a)において、n−InP基板51には、光導波路
52、光導波路52を分岐させた光導波路53a、53
b、光導波路53a、53bを合流させた光導波路54
が形成され、光導波路53a、53b上には、電極55
a、55bがそれぞれ形成されている。
1の下面には電極61が設けられているとともに、n−
InP基板51上にはn−InAlAs層62が積層さ
れている。さらに、光導波路53a、53bの領域に
は、多重量子井戸層63a、63b、p−InAlAs
層64a、64b、p−InGaAs層65a、65
b、が積層され、光導波路53a、53bの間の領域に
はポリイミド樹脂66が埋め込まれている。なお、多重
量子井戸層63a、63bは、InGaAs層とInA
lAs層とを数nmの厚みで交互に積層したものであ
る。
とすることにより、位相変調効率のよい半導体変調器4
8の構成することができる。図12(a)は、本発明の
一実施例に係わる光パルス生成装置を送信側に設置した
分散測定装置の構成を示すブロック図である。
ド71、マッハツェンダ変調器72、及びパルス発生器
73が光伝送システムの送信側に設置されている。そし
て、レーザーダイオード71から出射されるレーザー光
がマッハツェンダ変調器72に入力されるとともに、パ
ルス発生器73で生成されるパルス信号411がマッハ
ツェンダ変調器72に入力される。ここで、パルス発生
器73は、例えば、マッハツェンダ変調器72を片側駆
動するとともに、駆動電圧Vinを半波長電圧Vπの2
倍に設定する。
るだけで、マッハツェンダ変調器72から2つの光パル
ス412、413を出力させることが可能となるととも
に、パルス信号411の増加率に対応した波長チャーピ
ングを発生させて、マッハツェンダ変調器72から出力
される光パルス412、413の波長を互いに異なるよ
うにすることが可能となる。
光パルス412、413は、光ファイバ74に入力さ
れ、光ファイバ74を伝送後の光パルス412’、41
3’が検出器75で検出される。ここで、光パルス41
2’、413’のパルス間隔d+Δdを計測し、光パル
ス412、413のパルス間隔dと比較することによ
り、パルス間隔の変化分Δdを算出する。この結果、こ
のパルス間隔の変化分Δdに基づいて、光ファイバ74
の波長分散を(12)式により求めることができる。
光パルス生成装置を受信側に設置した分散測定装置の構
成を示すブロック図である。図12(b)において、レ
ーザーダイオード76、マッハツェンダ変調器77、及
びパルス発生器78が光伝送システムの受信側に設置さ
れている。そして、レーザーダイオード76から出射さ
れるレーザー光がマッハツェンダ変調器77に入力され
るとともに、パルス発生器78で生成されるパルス信号
414がマッハツェンダ変調器77に入力される。ここ
で、パルス発生器78は、例えば、マッハツェンダ変調
器77を片側駆動するとともに、駆動電圧Vinを半波
長電圧Vπの2倍に設定する。
るだけで、マッハツェンダ変調器77から2つの光パル
ス415、416を出力させることが可能となるととも
に、パルス信号414の増加率に対応した波長チャーピ
ングを発生させて、マッハツェンダ変調器77から出力
される光パルス415、416の波長を互いに異なるよ
うにすることが可能となる。
光パルス415、416は、光ファイバ79に入力さ
れ、光ファイバ79を伝送後の光パルス415’、41
6’が検出器80で検出される。ここで、光パルス41
5’、416’のパルス間隔d+Δdを計測し、光パル
ス415、416のパルス間隔dと比較することによ
り、パルス間隔の変化分Δdを算出する。この結果、こ
のパルス間隔の変化分Δdに基づいて、光ファイバ79
の波長分散を(12)式により求めることができる。分
散値を調節するもののそばに設置することにより調整が
容易になる。
成例を示すブロック図である。図13(a)は、光パル
スのパルス間隔を直接読み取ることにより、光ファイバ
93の波長分散を求める構成を示すもので、光ファイバ
93により伝送されてきた光パルスをフォトダイオード
94で検出する。そして、フォトダイオード94の検出
結果をサンプリングオシロスコープ95に出力すること
により、光パルス415、416のパルス間隔を読み取
る。
基づく周波数成分を計測することにより、光ファイバ9
6の波長分散を求める構成を示すもので、光ファイバ9
3により伝送されてきた光パルスを光電変換器97で電
気信号に変換し、電気フィルタ98で特定の周波数成分
を取り出した後、スペクトラムアナライザ99で周波数
分析を行うことにより、光ファイバの波長分散を算出す
る。
散測定装置の構成例を示すブロック図である。この第2
実施例に係わる分散測定装置は、光パルスを光ファイバ
中で往復させることにより、分散測定の精度を向上させ
るものである。
ド101から出射されるレーザー光が変調器102で変
調され、光ファイバ104で伝送される。光ファイバ1
04で伝送された光は折り返し装置105で反射され、
光ファイバ104を再び通って検出器103に入力す
る。
射させ、光ファイバ104中で光を往復させることによ
り、光ファイバ104中で発生する分散量を増加させる
ことができ、光ファイバ104の長さが短い場合や、光
ファイバ104の分散が小さい場合においても、光ファ
イバ104の分散を精度良く検出することが可能とな
る。
ド106、マッハツェンダ変調器107、パルス発生器
108及び検出器109が光伝送システムの送信側に設
置されている。そして、レーザーダイオード106から
出射されるレーザー光がマッハツェンダ変調器107に
入力されるとともに、パルス発生器108で生成される
パルス信号421がマッハツェンダ変調器107に入力
される。ここで、パルス発生器108は、例えば、マッ
ハツェンダ変調器107を片側駆動するとともに、駆動
電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定する。
るだけで、マッハツェンダ変調器107から2つの光パ
ルス422、423を出力させることが可能となるとと
もに、パルス信号421の増加率に対応した波長チャー
ピングを発生させて、マッハツェンダ変調器107から
出力される光パルス422、423の波長を互いに異な
るようにすることが可能となる。マッハツェンダ変調器
107から出力された光パルス422、423は、光フ
ァイバ110で伝送され、折り返し装置111で反射さ
れて光ファイバ110に戻されることにより、光ファイ
バ110中を往復する。光ファイバ110中を往復した
光パルス422’、423’は検出器109で検出され
る。ここで、光パルス412’、413’のパルス間隔
の変化分は、光ファイバ110を1回だけ通った時のパ
ルス間隔の変化分の2倍となる。
間隔d+2Δdを計測し、光パルス412、413のパ
ルス間隔dと比較することにより、パルス間隔の変化分
2Δdが算出される。この結果、このパルス間隔の変化
分2Δdに基づいて、光ファイバ110の波長分散を
(12)式により求めることが可能となり、光ファイバ
110の分散値や波長チャーピングΔλが小さい場合で
も、高精度の測定が可能となる。 また、折り返し装置
111で光パルス422、423を折り返すことによ
り、レーザーダイオード106、マッハツェンダ変調器
107、パルス発生器108及び検出器109を全て光
伝送システムの送信側に設置することが可能となり、小
規模な構成を実現できる。
ド112、マッハツェンダ変調器113、パルス発生器
114及び検出器115が光伝送システムの受信側に設
置されている。そして、レーザーダイオード112から
出射されるレーザー光がマッハツェンダ変調器113に
入力されるとともに、パルス発生器114で生成される
パルス信号424がマッハツェンダ変調器113に入力
される。ここで、パルス発生器114は、例えば、マッ
ハツェンダ変調器113を片側駆動するとともに、駆動
電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定する。
るだけで、マッハツェンダ変調器113から2つの光パ
ルス425、426を出力させることが可能となるとと
もに、パルス信号424の増加率に対応した波長チャー
ピングを発生させて、マッハツェンダ変調器113から
出力される光パルス425、426の波長を互いに異な
るようにすることが可能となる。
た光パルス425、426は、光ファイバ116で伝送
され、折り返し装置117で反射されて光ファイバ11
6に戻されることにより、光ファイバ116中を往復す
る。光ファイバ116中を往復した光パルス425’、
426’は検出器115で検出される。ここで、光パル
ス425’、426’のパルス間隔の変化分は、光ファ
イバ116を1回だけ通った時のパルス間隔の変化分の
2倍となる。
間隔d+2Δdを計測し、光パルス425、426のパ
ルス間隔dと比較することにより、パルス間隔の変化分
2Δdが算出される。この結果、このパルス間隔の変化
分2Δdに基づいて、光ファイバ116の波長分散を
(12)式により求めることが可能となり、光ファイバ
116の分散値や波長チャーピングΔλが小さくても高
精度の測定が可能となる。
5、426を折り返すことにより、レーザーダイオード
112、マッハツェンダ変調器113、パルス発生器1
14及び検出器115を全て光伝送システムの受信側に
設置することが可能となり、小規模な構成を実現でき
る。
イバを1回だけ往復する場合について説明したが、光パ
ルスが光ファイバを複数回往復するようにしてもよい。
図15は、本発明の第3実施例に係わる分散測定装置の
構成例を示すブロック図である。この第3実施例に係わ
る分散測定装置は、主信号の光源と分散測定用の光源と
を兼用することにより、光伝送システムの小型軽量化及
び低コスト化を可能とするものである。
は、レーザーダイオード122及び変調器123が設け
られ、レーザーダイオード122から出射される波長λ
のレーザー光が変調器123で変調されて、光ファイバ
126で伝送される。また、レーザーダイオード122
から出射される波長λのレーザー光は、マッハツェンダ
変調器124にも導かれ、パルス発生器125で生成さ
れるパルス信号431がマッハツェンダ変調器124に
入力される。ここで、パルス発生器125は、例えば、
マッハツェンダ変調器124を片側駆動するとともに、
駆動電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定する。
ェンダ変調器124にパルス信号431を1つ入力する
と、波長がλ−Δλの光パルス432と波長がλ+Δλ
の光パルス433とがマッハツェンダ変調器124から
出力される。これらの光パルス432、433は、変調
器123から出力される主信号の光パルス434ととも
に光ファイバ126で伝送される。
−Δλの光パルス432’、波長λ+Δλの光パルス4
33’及び波長λの光パルス434’の中から、波長λ
−Δλの光パルス432’及び波長λ+Δλの光パルス
433’だけが光フィルタ127で抽出され、検出器1
28に送られる。
2’、433’を検出すると、光パルス432’、43
3’のパルス間隔d+Δdを計測し、伝送前の光パルス
432、433のパルス間隔dと比較することにより、
パルス間隔の変化分Δdを算出する。この結果、このパ
ルス間隔の変化分Δdに基づいて、光ファイバ126の
波長分散を(12)式により求めることができる。
ら出射されるレーザー光の一部をマッハツェンダ変調器
124に導き、このレーザー光から分散測定用の光パル
ス432、433を生成することにより、分散測定のた
めの独自の光源を設ける必要がなくなり、分散測定装置
の小型軽量化及び低コスト化が可能となる。
散測定装置の構成例を示すブロック図である。この第4
実施例に係わる分散測定装置は、主信号用の光源と分散
測定用の光源とを別々に設け、主信号用の光の波長と分
散測定用の光の波長とが異なるようにすることにより、
分散測定を行う際の主信号の影響を軽減するようにした
ものである。
は、レーザーダイオード132及び変調器133が設け
られ、レーザーダイオード132から出射される波長λ
1のレーザー光が変調器133で変調されて、光ファイ
バ137で伝送される。また、レーザーダイオード13
4から出射される波長λ2のレーザー光が、マッハツェ
ンダ変調器135に入力されるとともに、パルス発生器
136で生成されるパルス信号441がマッハツェンダ
変調器135に入力される。ここで、パルス発生器13
6は、例えば、マッハツェンダ変調器135を片側駆動
するとともに、駆動電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍
に設定する。
ェンダ変調器135にパルス信号441を1つ入力する
と、波長λ2−Δλ2の光パルス442と波長λ2+Δ
λ2の光パルス443とがマッハツェンダ変調器135
から出力される。これらの光パルス442、443は、
変調器133から出力される主信号の光パルス444と
ともに光ファイバ137で伝送される。
2−Δλ2の光パルス442’、波長λ2+Δλ2の光
パルス443’及び波長λ1の光パルス444’の中か
ら、波長λ2−Δλ2の光パルス442’及び波長λ2
+Δλ2の光パルス443’だけが光フィルタ138で
抽出され、検出器139に送られる。
2’、443’を検出すると、光パルス442’、44
3’のパルス間隔d+Δdを計測し、伝送前の光パルス
442、443のパルス間隔dと比較することにより、
パルス間隔の変化分Δdを算出する。この結果、このパ
ルス間隔の変化分Δdに基づいて、光ファイバ137の
波長分散を(12)式により求めることができる。
波長λ1と分散測定用の光パルス442’、443’の
波長λ2−Δλ2、λ2+Δλ2とが異なるようにする
ことにより、主信号の光パルス444’と分散測定用の
光パルス442’、443’とが混在している信号の中
から、分散測定用の光パルス442’、443’だけを
光フィルタ138で容易に抽出することが可能となる。
の波長と異なる場合、波長の差による光ファイバ137
の2次分散を考慮して分散値を測定するようにしてもよ
い。図17は、本発明の第5実施例に係わる分散測定装
置の構成例を示すブロック図である。この第5実施例に
係わる分散測定装置は、伝送後の光パルスを電気信号に
変換し、その電気信号の周波数成分に基づいて、伝送路
の分散量を求めるものである。なお、以下の実施例で
は、マッハツェンダ変調器として、LiNbO 3 変調器
を用いた場合を例にとって説明する。
1から出射されるレーザー光がLiNbO3 変調器14
2に入力されるとともに、パルス発生器143で生成さ
れるパルス信号451がLiNbO3 変調器142に入
力される。ここで、パルス発生器143は、例えば、L
iNbO3 変調器142を片側駆動するとともに、駆動
電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定する。
るだけで、LiNbO3 変調器142から2つの光パル
ス452、453を出力させることが可能となるととも
に、パルス信号451の増加率に対応した波長チャーピ
ングを発生させて、LiNbO3 変調器142から出力
される光パルス452、453の波長を互いに異なるよ
うにすることが可能となる。
光パルス452、453は光ファイバ144に入力され
る。ここで、光パルス452と光パルス453との時間
間隔dを調節することにより、光ファイバ144を伝送
後の光パルス452’が、光パルス453’に吸収され
るようにすることが可能となる。このため、伝送前の光
パルス452、453による周波数成分を2f0とする
と、光ファイバ144の伝送後の光パルス453’によ
る周波数成分はf0となる。
で電気信号に変換し、電気フィルタ146で周波数成分
2f0の信号を抽出してから、検出器147に出力す
る。そして、検出される信号が周波数成分f0の信号だ
けとなり、周波数成分2f0の大きさが0となった時の
時間間隔dを読み取ることにより、光ファイバ144の
波長分散を求めることが可能となる。
ル成分を比較することにより、分散値を測定する方法を
説明する図である。図18において、周期が1/f0の
パルス信号461、465の立ち上がり及び立ち下がり
に対応して、光パルス462〜464が生成されてい
る。このため、光パルス462〜464による周波数成
分は2f0となる。この光パルス462〜464を伝送
すると、パルス信号461、465の立ち上がり時に生
成された光パルス462、465とパルス信号461の
立ち下がり時に生成された光パルス463とは波長が異
なることから、光パルス462、465と光パルス46
3との間で群遅延差が発生し、伝送前の光パルス462
〜464と伝送後の光パルス462’〜464’との間
で、パルス間隔が異なるようになる。
463’は光パルス464’に吸収され、光パルス46
4’’が生成される。この時、光パルス462’’、4
64’’による周波数成分はf0となる。
検出することにより、伝送路の分散補償量を設定するこ
とが可能となる。図19(a)は、本発明の第1実施例
に係わる分散補償装置を無中継伝送システムに適用した
構成を示すブロック図である。この第1実施例に係わる
分散補償装置は、単一光源から出力された光を波長の異
なる複数の光パルスに変換し、この光パルスを伝送路で
伝送させた時の分散量に基づいて、伝送路の分散補償を
行うものである。なお、この方法は、システム立ち上げ
時に伝送路の分散値の測定が必要な場合に利用可能なも
のである。
ド151から出射されるレーザー光がLiNbO3 変調
器152に入力されるとともに、パルス発生器153で
生成されるパルス信号がLiNbO3 変調器152に入
力される。ここで、パルス発生器153は、例えば、L
iNbO3 変調器152を片側駆動するとともに、駆動
電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定する。
で、LiNbO3 変調器152から2つの光パルスを出
力させることが可能となるとともに、パルス信号の増加
率に対応した波長チャーピングを発生させて、LiNb
O3 変調器152から出力される光パルスの波長を互い
に異なるようにすることが可能となり、分散測定を容易
に行うことが可能となる。
2つの光パルスは光ファイバ155に入力され、光ファ
イバ155を伝送後の光パルスが検出器156で検出さ
れる。ここで、光ファイバ155伝送後の光パルスのパ
ルス間隔d+Δdを計測し、光ファイバ155伝送前の
光パルスのパルス間隔dと比較することにより、パルス
間隔の変化分Δdを算出する。この結果、このパルス間
隔の変化分Δdに基づいて、光ファイバ155の波長分
散を(12)式により求めることができる。
散補償器157に出力する。分散補償器157は、検出
器156から出力された波長分散の検出結果に基づい
て、光ファイバ155の波長分散を補償する。この結
果、主信号発生装置154から出力された主信号を光フ
ァイバ155で伝送させて主信号検出装置158に送る
場合、光ファイバ155の伝送中に発生する波長分散を
分散補償器157により補償することが可能となり、超
高速光伝送が可能となる。
零分散シングルモードファイバで50kmだけ伝送させ
る場合、検出器156から出力された波長分散の検出結
果に基づいて、分散補償ファイバの長さを厳密に調節す
ることにより、1.3μm零分散シングルモードファイ
バの波長分散を正確に補償することが可能となり、分散
補償トレランスがわずかしかない場合においても、光信
号を正確に伝送することが可能となる。
わる分散補償装置を多中継伝送システムに適用した構成
を示すブロック図である。図19(b)において、レー
ザーダイオード161から出射されるレーザー光がLi
NbO3 変調器162に入力されるとともに、パルス発
生器163で生成されるパルス信号がLiNbO3 変調
器162に入力される。ここで、パルス発生器163
は、例えば、LiNbO3 変調器162を片側駆動する
とともに、駆動電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設
定する。
で、LiNbO3 変調器162から2つの光パルスを出
力させることを可能とするとともに、パルス信号の増加
率に対応した波長チャーピングを発生させて、LiNb
O3 変調器162から出力される光パルスの波長を互い
に異なるようにすることが可能となり、分散測定を容易
に行うことが可能となる。
2つの光パルスは光ファイバ165に入力され、光ファ
イバ165を伝送した後、中継器166で増幅される。
中継器166で増幅された光パルスは光ファイバ167
に入力され、光ファイバ167を伝送した後、中継器1
68で増幅される。中継器168で増幅された光パルス
は検出器169で検出される。ここで、光ファイバ16
5、167伝送後の光パルスのパルス間隔d+Δdを計
測し、光ファイバ165、167伝送前の光パルスのパ
ルス間隔dと比較することにより、パルス間隔の変化分
Δdを算出する。この結果、このパルス間隔の変化分Δ
dに基づいて、光ファイバ165、167の波長分散を
(12)式により求めることができる。
散補償器170に出力する。分散補償器170は、検出
器169から出力された波長分散の検出結果に基づい
て、光ファイバ165、167の波長分散を補償する。
この結果、主信号発生装置164から出力された主信号
を主信号検出装置171に送る際に、光ファイバ16
5、167を介して伝送させた場合においても、光ファ
イバ165、167の伝送中の損失を中継器166、1
68で補償することが可能となるとともに、光ファイバ
165、167の伝送中の波長分散を分散補償器170
により補償することが可能となり、超高速長距離光伝送
が可能となる。
わる分散補償装置を無中継伝送システムに適用した構成
を示すブロック図である。この第2実施例に係わる分散
補償装置は、単一光源から出力された光を波長の異なる
複数の光パルスに変換し、この光パルスを伝送路で伝送
させた時の分散量に基づいて、伝送路の分散補償をダイ
ナミックに行うものである。なお、この方法は、システ
ム立ち上げ時に伝送路の分散値の測定が必要な場合に利
用可能だけでなく、運用時常に分散値をモニタし分散補
償量を適切に設定することが必要な場合に適用可能なも
のである。
ド181から出射されるレーザー光がLiNbO3 変調
器182に入力されるとともに、パルス発生器183で
生成されるパルス信号がLiNbO3 変調器182に入
力される。ここで、パルス発生器183は、例えば、L
iNbO3 変調器182を片側駆動するとともに、駆動
電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定する。
で、LiNbO3 変調器182から2つの光パルスを出
力させることを可能とするとともに、パルス信号の増加
率に対応した波長チャーピングを発生させて、LiNb
O3 変調器182から出力される光パルスの波長を互い
に異なるようにすることが可能となり、分散測定を容易
に行うことが可能となる。
2つの光パルスは光ファイバ185に入力され、光ファ
イバ185を伝送後の光パルスが検出器186で検出さ
れる。ここで、光ファイバ185伝送後の光パルスのパ
ルス間隔d+Δdを計測し、光ファイバ185伝送前の
光パルスのパルス間隔dと比較することにより、パルス
間隔の変化分Δdを算出する。この結果、このパルス間
隔の変化分Δdに基づいて、光ファイバ185の波長分
散を(12)式により求めることができる。
変分散補償器187に出力する。可変分散補償器187
は、検出器186から出力された波長分散の検出結果に
基づいて、光ファイバ185の波長分散をリアルタイム
で補償する。ここで、伝送前後のパルス間隔が等しくな
った時、光ファイバ185の分散を完全に補償している
ことになる。この結果、主信号発生装置184から出力
された主信号を光ファイバ185で伝送させて主信号検
出装置188に送る場合、光ファイバ185の伝送中に
発生する波長分散を常に最適となるように補償すること
が可能となり、超高速光伝送を常に安定させて行うこと
が可能となる。
わる分散補償装置を多中継伝送システムに適用した構成
を示すブロック図である。図20(b)において、レー
ザーダイオード191から出射されるレーザー光がLi
NbO3 変調器192に入力されるとともに、パルス発
生器193で生成されるパルス信号がLiNbO3 変調
器192に入力される。ここで、パルス発生器193
は、例えば、LiNbO3 変調器192を片側駆動する
とともに、駆動電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設
定する。
で、LiNbO3 変調器192から2つの光パルスを出
力させることを可能とするとともに、パルス信号の増加
率に対応した波長チャーピングを発生させて、LiNb
O3 変調器192から出力される光パルスの波長を互い
に異なるようにすることが可能となり、波長分散を容易
に測定することが可能となる。
2つの光パルスは光ファイバ195に入力され、光ファ
イバ195を伝送した後、中継器196で増幅される。
中継器196で増幅された光パルスは光ファイバ197
に入力され、光ファイバ197を伝送した後、中継器1
98で増幅される。中継器198で増幅された光パルス
は検出器199で検出される。ここで、光ファイバ19
5、197伝送後の光パルスのパルス間隔d+Δdを計
測し、光ファイバ195、197伝送前の光パルスのパ
ルス間隔dと比較することにより、パルス間隔の変化分
Δdを算出する。この結果、このパルス間隔の変化分Δ
dに基づいて、光ファイバ195、197の波長分散を
(12)式により求めることができる。
変分散補償器200に出力する。可変分散補償器200
は、検出器199から出力された波長分散の検出結果に
基づいて、光ファイバ195、197の波長分散をリア
ルタイムで補償する。ここで、伝送前後のパルス間隔が
等しくなった時、光ファイバ195、197の分散を完
全に補償していることになる。この結果、光送信機19
4から出力された主信号を光受信機201に送る際に、
光ファイバ195、197を介して伝送させた場合にお
いても、光ファイバ195、197の伝送中の損失を中
継器196、198により補償することが可能となると
ともに、光ファイバ195、197の伝送中の波長分散
を分散補償器200により補償することが可能となり、
超高速長距離光伝送が可能となる。
定分散補償器と組み合わせて使用するようにしてもよ
い。図21は、図20の可変分散補償器187、200
の構成例を示すブロック図である。
12は波長分散の検出信号に基づいて光スイッチ211
の切り換えを制御する切り換え制御部、213は長さの
異なる分散補償ファイバ214〜222により構成され
る分散補償器である。
出信号が入力されると、入力された波長分散を補償する
分散補償ファイバ214〜222を選択し、光スイッチ
211の切り換えを制御する。切り換えを制御部212
により光スイッチ211の切り換えが行われると、入力
光は選択された分散補償ファイバ214〜222に導か
れ、選択された分散補償ファイバ214〜222に入射
する。そして、選択された分散補償ファイバ214〜2
22を入力光が通過することにより、入力光の分散が補
償される。
わる分散補償装置を無中継伝送システムに適用した構成
を示すブロック図である。この第3実施例に係わる分散
補償装置は、伝送路の分散量に基づいて主信号光の波長
を変化させることにより、主信号光の波長分散を補償す
るようにしたものである。
ド221から出射されるレーザー光がLiNbO3 変調
器222に入力されるとともに、パルス発生器223で
生成されるパルス信号がLiNbO3 変調器222に入
力される。ここで、パルス発生器223は、例えば、L
iNbO3 変調器222を片側駆動するとともに、駆動
電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定する。
で、LiNbO3 変調器222から2つの光パルスを出
力させることを可能とするとともに、パルス信号の増加
率に対応した波長チャーピングを発生させて、LiNb
O3 変調器222から出力される光パルスの波長を互い
に異なるようにすることが可能となり、分散測定を容易
に行うことが可能となる。
2つの光パルスは光ファイバ225に入力され、光ファ
イバ225を伝送後の光パルスが検出器226で検出さ
れる。ここで、光ファイバ225伝送後の光パルスのパ
ルス間隔d+Δdを計測し、光ファイバ225伝送前の
光パルスのパルス間隔dと比較することにより、パルス
間隔の変化分Δdを算出する。この結果、このパルス間
隔の変化分Δdに基づいて、光ファイバ225の波長分
散を(12)式により求めることができる。
長制御部229に出力する。波長制御部229は、検出
器226から出力された波長分散の検出結果に基づい
て、主信号発生装置224から出力されるレーザー光の
波長を変更し、光ファイバ225の波長分散を補償す
る。ここで、主信号発生装置224から出力されるレー
ザー光の波長変化量Δλ′(nm)は、 Δλ′=Δd/(D・L) ・・・(13) の関係から設定する。ただし、Δd(ps)はパルスの
広がり、D(ps/nm/km)は伝送路の波長分散、
L(km)は伝送距離である。
された主信号を光ファイバ225で伝送させて主信号検
出装置228に送る場合、光ファイバ225の伝送中に
発生する波長分散を補償することが可能となり、超高速
光伝送が可能となる。
より伝送路の分散補償を行うことが可能となり、分散補
償を行う際に必要な部品数を削減して、分散補償装置の
小型軽量化及び低コスト化が可能となる。
るレーザー光の波長を変更するために、主信号発生装置
224の光源として波長可変レーザーを用いるようにし
てもよい。
この分散補償器227により、光ファイバ225の分散
補償を大まかに行い、主信号発生装置224から出力さ
れるレーザー光の波長を変更することにより、光ファイ
バ225の分散補償を精密に行うようにしてもよい。
わる分散補償装置を多中継伝送システムに適用した構成
を示すブロック図である。図22(b)において、レー
ザーダイオード231から出射されるレーザー光がLi
NbO3 変調器232に入力されるとともに、パルス発
生器233で生成されるパルス信号がLiNbO3 変調
器232に入力される。ここで、パルス発生器233
は、例えば、LiNbO3 変調器232を片側駆動する
とともに、駆動電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設
定する。
で、LiNbO3 変調器232から2つの光パルスを出
力させることを可能とするとともに、パルス信号の増加
率に対応した波長チャーピングを発生させて、LiNb
O3 変調器232から出力される光パルスの波長を互い
に異なるようにすることが可能となり、分散測定を容易
に行うことが可能となる。
2つの光パルスは光ファイバ235に入力され、光ファ
イバ235を伝送した後、中継器236で増幅される。
中継器236で増幅された光パルスは光ファイバ237
に入力され、光ファイバ237を伝送した後、中継器2
38で増幅される。中継器238で増幅された光パルス
は検出器239で検出される。ここで、光ファイバ23
5、237伝送後の光パルスのパルス間隔d+Δdを計
測し、光ファイバ235、237伝送前の光パルスのパ
ルス間隔dと比較することにより、パルス間隔の変化分
Δdを算出する。この結果、このパルス間隔の変化分Δ
dに基づいて、光ファイバ235、237の波長分散を
(12)式により求めることができる。
長制御部242に出力する。波長制御部242は、検出
器239から出力された波長分散の検出結果に基づい
て、主信号発生装置234から出力されるレーザー光の
波長を変更し、光ファイバ236、238の波長分散を
補償する。ここで、主信号発生装置234から出力され
るレーザー光の波長変化量Δλ′(nm)は(13)式
により設定することができる。
された主信号を主信号検出装置241に送る際に、光フ
ァイバ235、237を介して伝送させた場合において
も、伝送中の損失を中継器236、238で補償するこ
とが可能となるとともに、伝送中の波長分散を補償する
ことが可能となり、超高速長距離光伝送が可能となる。
るレーザー光の波長を変更するために、主信号発生装置
234の光源として波長可変レーザーを用いるようにし
てもよい。
この分散補償器240により、光ファイバ235、23
7の分散補償を大まかに行い、主信号発生装置234か
ら出力されるレーザー光の波長を変更することにより、
光ファイバ235、237の分散補償を精密に行うよう
にしてもよい。
わる分散補償装置を無中継伝送システムに適用した構成
を示すブロック図である。この第4実施例に係わる分散
補償装置は、伝送路の分散量に基づいて主信号光の出力
パワーを変化させることにより、主信号光の波長分散を
補償するようにしたものである。
ド251から出射されるレーザー光がLiNbO3 変調
器252に入力されるとともに、パルス発生器253で
生成されるパルス信号がLiNbO3 変調器252に入
力される。ここで、パルス発生器253は、例えば、L
iNbO3 変調器252を片側駆動するとともに、駆動
電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定する。
で、LiNbO3 変調器252から2つの光パルスを出
力させることを可能とするとともに、パルス信号の増加
率に対応した波長チャーピングを発生させて、LiNb
O3 変調器252から出力される光パルスの波長を互い
に異なるようにすることが可能となり、分散測定を容易
に行うことが可能となる。
2つの光パルスは光ファイバ255に入力され、光ファ
イバ255を伝送後の光パルスが検出器256で検出さ
れる。ここで、光ファイバ255伝送後の光パルスのパ
ルス間隔d+Δdを計測し、光ファイバ255伝送前の
光パルスのパルス間隔dと比較することにより、パルス
間隔の変化分Δdを算出する。この結果、このパルス間
隔の変化分Δdに基づいて、光ファイバ255の波長分
散を(12)式により求めることができる。
パワー制御部259に出力する。光パワー制御部259
は、検出器256から出力された波長分散の検出結果に
基づいて、主信号発生装置244から出力されるレーザ
ー光の光パワーを変更し、光ファイバ255の波長分散
を補償する。ここで、レーザー光の光パワーを変更して
波長分散を補償するために、光ファイバ255への光入
力パワーの大きさにより生じる非線形性を利用する。こ
の非線形性により、光ファイバ255を伝送する光パル
スは圧縮または広がりを受けるので、光出力パワーを変
化させることにより、主信号光の分散による影響を調節
することができる。
された主信号を光ファイバ255で伝送させて主信号検
出装置258に送る場合、光ファイバ255の伝送中に
発生する波長分散を補償することが可能となり、超高速
光伝送が可能となる。
により伝送路の分散補償を行うことが可能となり、分散
補償を行う際に必要な部品数を削減して、分散補償装置
の小型軽量化及び低コスト化が可能となる。
この分散補償器257により、光ファイバ255の分散
補償を大まかに行い、主信号発生装置254から出力さ
れるレーザー光の光出力パワーを変更することにより、
光ファイバ255の分散補償を精密に行うようにしても
よい。
るレーザー光の光出力パワーを変更するとともに、主信
号発生装置254から出力されるレーザー光の波長も同
時に変更することにより、光ファイバ255の分散補償
を行うようにしてもよい。
わる分散補償装置を多中継伝送システムに適用した構成
を示すブロック図である。図23(b)において、レー
ザーダイオード261から出射されるレーザー光がLi
NbO3 変調器262に入力されるとともに、パルス発
生器263で生成されるパルス信号がLiNbO3 変調
器262に入力される。ここで、パルス発生器263
は、例えば、LiNbO3 変調器262を片側駆動する
とともに、駆動電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設
定する。
で、LiNbO3 変調器262から2つの光パルスを出
力させることを可能とするとともに、パルス信号の増加
率に対応した波長チャーピングを発生させて、LiNb
O3 変調器262から出力される光パルスの波長を互い
に異なるようにすることが可能となり、分散測定を容易
に行うことが可能となる。
2つの光パルスは光ファイバ265に入力され、光ファ
イバ265を伝送した後、中継器266で増幅される。
中継器266で増幅された光パルスは光ファイバ267
に入力され、光ファイバ267を伝送した後、中継器2
68で増幅される。中継器268で増幅された光パルス
は検出器269で検出される。ここで、光ファイバ26
5、267伝送後の光パルスのパルス間隔d+Δdを計
測し、光ファイバ265、267伝送前の光パルスのパ
ルス間隔dと比較することにより、パルス間隔の変化分
Δdを算出する。この結果、このパルス間隔の変化分Δ
dに基づいて、光ファイバ265、267の波長分散を
(12)式により求めることができる。
パワー制御部272に出力する。光パワー制御部272
は、検出器269から出力された波長分散の検出結果に
基づいて、主信号発生装置264から出力されるレーザ
ー光の光パワーを変更し、光ファイバ265、267の
波長分散を補償する。ここで、レーザー光の光パワーを
変更して波長分散を補償するために、光ファイバ26
5、267への光入力パワーの大きさにより生じる非線
形性を利用する。この非線形性により、光ファイバ26
5、267を伝送する光パルスは圧縮または広がりを受
けるので、光出力パワーを変化させることにより、主信
号光の分散による影響を調節することができる。
された主信号を主信号検出装置271に送る際に、光フ
ァイバ265、267を介して伝送させた場合において
も、伝送中の損失を中継器266、268で補償するこ
とが可能となるとともに、伝送中の波長分散を補償する
ことが可能となり、超高速長距離光伝送が可能となる。
この分散補償器270により、光ファイバ265、26
37の分散補償を大まかに行い、主信号発生装置264
から出力されるレーザー光の光出力パワーを変更するこ
とにより、光ファイバ265、267の分散補償を精密
に行うようにしてもよい。
るレーザー光の光出力パワーを変更するとともに、主信
号発生装置264から出力されるレーザー光の波長も同
時に変更することにより、光ファイバ265、267の
分散補償を行うようにしてもよい。
散補償装置の構成を示すブロック図である。この第5実
施例に係わる分散補償装置は、伝送前後のパルス列のス
ペクトル成分を比較することにより、分散補償量を常に
最適値に設定するようにしたものである。
1から出射されるレーザー光がLiNbO3 変調器28
2に入力されるとともに、パルス発生器283で生成さ
れるパルス信号471がLiNbO3 変調器282に入
力される。ここで、パルス発生器283は、例えば、L
iNbO3 変調器282を片側駆動するとともに、駆動
電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定する。
るだけで、LiNbO3 変調器282から2つの光パル
ス472、473を出力させることを可能とするととも
に、パルス信号471の増加率に対応した波長チャーピ
ングを発生させて、LiNbO3 変調器282から出力
される光パルス472、473の波長を互いに異なるよ
うにすることを可能とする。
光パルス472、473は光ファイバ285に入力され
る。ここで、光パルス472と光パルス473との時間
間隔dを調節することにより、光ファイバ285を伝送
後の光パルス472’が、光パルス473’に吸収され
るようにすることが可能となる。このため、伝送前の光
パルス472、473による周波数成分を2f0とする
と、光ファイバ285の伝送後の周波数成分を光パルス
473’による周波数成分f0とすることが可能とな
る。
で電気信号に変換し、電気フィルタ288で周波数成分
2f0の信号を抽出してから、検出器289に出力す
る。そして、検出される信号が周波数成分f0の信号だ
けとなり、周波数成分2f0の大きさが0となった時の
時間間隔dを読み取ることにより、光ファイバ285の
波長分散を求めることが可能となる。検出器289は、
電気フィルタ288で抽出したパルス列のスペクトル成
分2f0と伝送前のパルス列のスペクトル成分2f0と
を比較し、こららのスペクトル成分が常に同じ大きさに
なるように分散補償量を設定する。分散補償器286
は、検出器289により設定された分散補償量に基づい
て、光ファイバ285で発生する分散値を補償する。こ
の結果、主信号発生装置284から出力された主信号を
光ファイバ285で伝送させて主信号検出装置290に
送る場合、光ファイバ285の伝送中に発生する波長分
散を分散補償器266により補償することが可能とな
り、超高速光伝送が可能となる。
わる分散補償装置の構成を示すブロック図である。この
第5実施例に係わる分散補償装置は、測定した分散値か
ら分散補償量を決定し、分散補償量を手動により変化さ
せるようにしたものである。なお、この方法は、システ
ムの立ち上げ時または測定を定期的に行う場合に適用可
能なものである。
ド301から出射されるレーザー光がLiNbO3 変調
器302に入力されるとともに、パルス発生器303で
生成されるパルス信号がLiNbO3 変調器302に入
力される。ここで、パルス発生器303は、例えば、L
iNbO3 変調器302を片側駆動するとともに、駆動
電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定する。
で、LiNbO3 変調器302から2つの光パルスを出
力させることを可能とするとともに、パルス信号の増加
率に対応した波長チャーピングを発生させて、LiNb
O3 変調器302から出力される光パルスの波長を互い
に異なるようにすることが可能となり、分散測定を容易
に行うことが可能となる。
2つの光パルスは光ファイバ305に入力され、光ファ
イバ305を伝送後の光パルスが検出器306で検出さ
れる。ここで、光ファイバ305伝送後の光パルスのパ
ルス間隔d+Δdを計測し、光ファイバ305伝送前の
光パルスのパルス間隔dと比較することにより、パルス
間隔の変化分Δdを算出する。この結果、このパルス間
隔の変化分Δdに基づいて、光ファイバ305の波長分
散を(12)式により求めることができる。
動設定部309に出力する。手動設定部309は、検出
器306から出力された波長分散の検出結果に基づい
て、分散補償器307の分散補償量を手動で設定する。
分散補償器307は、手動設定部309で設定された分
散補償量に基づいて、光ファイバ305の波長分散を補
償する。この結果、主信号発生装置304から出力され
た主信号を光ファイバ305で伝送させて主信号検出装
置308に送る場合、光ファイバ305の伝送中に発生
する波長分散を分散補償器307により補償することが
可能となり、超高速光伝送が可能となる。
わる分散補償装置の構成を示すブロック図である。この
第5実施例に係わる分散補償装置は、測定した分散値か
ら分散補償量を決定し、分散補償量を自動的に変化させ
るようにしたものである。
ド311から出射されるレーザー光がLiNbO3 変調
器312に入力されるとともに、パルス発生器313で
生成されるパルス信号がLiNbO3 変調器312に入
力される。ここで、パルス発生器313は、例えば、L
iNbO3 変調器312を片側駆動するとともに、駆動
電圧Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定する。
で、LiNbO3 変調器312から2つの光パルスを出
力させることを可能とするとともに、パルス信号の増加
率に対応した波長チャーピングを発生させて、LiNb
O3 変調器312から出力される光パルスの波長を互い
に異なるようにすることが可能となり、分散測定を容易
に行うことが可能となる。
2つの光パルスは光ファイバ315に入力され、光ファ
イバ315を伝送後の光パルスが検出器316で検出さ
れる。ここで、光ファイバ315伝送後の光パルスのパ
ルス間隔d+Δdを計測し、光ファイバ315伝送前の
光パルスのパルス間隔dと比較することにより、パルス
間隔の変化分Δdを算出する。この結果、このパルス間
隔の変化分Δdに基づいて、光ファイバ315の波長分
散を(12)式により求めることができる。
動設定部319に出力する。自動設定部319は、検出
器316から出力された波長分散の検出結果に基づい
て、分散補償器317の分散補償量を自動的に設定す
る。分散補償器317は、自動設定部319で設定され
た分散補償量に基づいて、光ファイバ315の波長分散
を補償する。
された主信号を光ファイバ315で伝送させて主信号検
出装置318に送る場合、光ファイバ315の伝送中に
発生する波長分散を分散補償器317によりリアルタイ
ムで補償することが可能となり、超高速光伝送を安定し
て行うことが可能となる。また、CPU等を適用するこ
とにより、分散値測定や分散補償量の設定等のシステム
管理が可能になる。
ルス生成装置の構成を示すブロック図である。図26に
おいて、レーザーダイオード331から出射される波長
λのレーザー光がマッハツェンダ変調器332に入力さ
れるとともに、パルス発生器333で生成されるパルス
信号481がマッハツェンダ変調器332に入力され
る。ここで、パルス発生器333は、例えば、マッハツ
ェンダ変調器332を片側駆動するとともに、駆動電圧
Vinを半波長電圧Vπの2倍に設定する。
で、マッハツェンダ変調器332から2つの光パルス4
82、483を出力させることを可能とするとともに、
パルス信号の増加率に対応した波長チャーピングΔλを
発生させて、マッハツェンダ変調器332から出力され
る光パルス482、483の波長を互いに異なるように
することを可能とする。さらに、パルス発生器333か
ら出力されるパルス信号481のパルス幅を変化させる
ことにより、マッハツェンダ変調器332から出力され
る光パルス482、483の時間間隔を任意に設定する
ことを可能とする。
た波長λ+Δλの光パルス482及び波長λ−Δλの光
パルス483は、光フィルタ334、335に入力され
る。光フィルタ334は、波長λ+Δλの光を通過させ
るとともに、波長λ−Δλの光を遮断する。光フィルタ
335は、波長λ−Δλの光を通過させるとともに、波
長λ+Δλの光を遮断する。このため、波長λ+Δλの
光パルス482が光フィルタ334から出力されるとと
もに、波長λ−Δλの光パルス483が光フィルタ33
5から出力され、波長の異なる光パルス482、483
を分離して取り出すことが可能となるこのように、マッ
ハツェンダ変調器332から出力される光パルス48
2、483を2つの波長光源として用いることにより、
波長多重(WDM)伝送の波長光源として適用すること
が可能となる。
力される光パルス482、483をそのまま短パルス光
源として用いるようにしてもよく、超高速な光時分割多
重(OTDM)伝送やソリトン伝送の波長光源として適
用することが可能となる。
が、本発明は上述した実施例に限定されることなく、本
発明の技術的思想の範囲内で他の様々の変更が可能であ
る。例えば、上述した実施例では、マッハツェンダ変調
器から出力される光パルスに対して波長チャーピングを
発生させることにより、波長の異なる光パルスを生成す
る場合について説明したが、これらの光パルスの波長を
一致させるようにしてもよい。波長が一致した複数の光
パルスを生成する場合、マッハツェンダ変調器の2つの
導波路を伝播する光の位相を同じ大きさで逆方向に変調
する。このことにより、波長チャーピングのない変調を
行うことができ、光時分割多重伝送やソリトン伝送の光
源として適したものとすることが可能となる。
ルス信号の微分値を各パルスごとに変化させるようにし
てもよく、このことにより、波長チャーピングの値を様
々な値に変化させることが可能となることから、様々な
波長を有する光パルスを生成することが可能となり、波
長多重伝送の波長光源として適したものとすることが可
能となる。
駆動電圧の立ち上がり時に光パルスを生成させるととも
に、駆動電圧の立ち下がり時にも光パルスを生成させる
ようにすることにより、パルス電圧を1つ入力するでけ
で、複数の光パルスを出力させることが可能となり、短
光パルスを簡易な構成で出力することが可能となる。
の増加率に対応した波長チャーピングを発生させること
により、駆動電圧が増加する時に出力される光パルスの
波長と、駆動電圧が減少する時に出力される光パルスの
波長とを異なるようにすることが可能となり、パルス電
圧を1つ入力するだけで、波長の異なる複数の光パルス
を出力させることが可能となる。
ェンダ変調器を用いることにより、駆動電圧の増加に伴
って光出力を周期的に変化させることが可能となり、半
波長電圧を超えるパルス電圧を1つ入力するでけで、複
数の光パルスを出力させることが可能となるとともに、
パルス電圧の増加率に対応した波長チャーピングを発生
させて、光パルスの波長を異なるようにすることが可能
となる。
O3 変調器を用いることにより、外部変調を効率よく行
うことが可能となる。また、本発明の一態様によれば、
半導体変調器を用いることにより、レーザーダイオード
とマッハツェンダ変調器とを容易に集積化することが可
能となり、分散測定装置のより一層の小型軽量化が可能
となる。
なる複数の光パルスを光フィルタで分離することによ
り、単一波長の短光パルスを簡易な構成で出力すること
が可能となり、超高速光伝送における光源を容易に生成
することが可能となる。
た片方の光を半波長電圧を超える電圧で変調させること
により、複数の光パルスを出力させることが可能となる
とともに、駆動電圧の増加率に対応した波長チャーピン
グを発生させることが可能となり、波長の異なる複数の
光パルスを単一光源を用いただけで生成することが可能
となる。
圧を超える電圧を片方の電極に入力することにより、分
岐させた光を異なる変調効率で位相変調することが可能
となり、波長の異なる複数の光パルスを単一光源を用い
ただけで生成することが可能となる。
波長電圧の2倍に設定されたパルス状電圧で変調を行う
ことにより、パルス状電圧を1つ入力するだけで、互い
に波長の異なる2つの光パルスを生成することが可能と
なる。
から出力された光を波長の異なる複数の光パルスに変換
して伝送路に入力することにより、伝送後の光パルスの
間隔に基づいて伝送路の分散量を容易に求めることが可
能となることから、1つの単一光源を伝送路に設けるだ
けで分散量の測定が可能となり、分散測定を簡易な構成
で行うことが可能となる。
送信側または受信側から波長の異なる複数の光パルスを
入力し、伝送後の光パルスを伝送路の受信側または送信
側で検出することにより、伝送路で送られる主信号に影
響を与えることなく、光パルスを伝送路に容易に入力す
ることが可能となるとともに、伝送後の光パルスを伝送
路から容易に取り出すことが可能となる。
を折り返すことにより、伝送路で発生する分散量を増加
させることができ、伝送路の長さが短い場合や、伝送路
の分散が小さい場合においても、伝送路の分散を精度良
く検出することが可能となる。
送信側または受信側に折り返し手段を設け、光パルスの
入力及び検出を伝送路の受信側または送信側で行うこと
により、伝送路の分散が小さい場合においても、伝送路
の分散を精度良く検出することが可能となるとともに、
光パルスの発生装置及び検出装置を一カ所に配置するこ
とが可能となり、光パルスの発生装置及び検出装置を一
体化することにより、分散測定系の構成をコンパクトに
まとめることが可能となる。
の一部から分散測定の光パルスを生成することにより、
主信号用の光源と分散測定用の光源とを共通化すること
が可能となり、分散測定系のより一層の小型軽量化が可
能となるとともに、主信号の波長と分散測定時の波長と
を一致させることが可能となり、分散測定を精度よく行
うことが可能となる。
の光源と分散測定用の光源とを別々に設けることによ
り、分散測定を行う際の主信号の影響をなくすことがで
きる。また、本発明の一態様によれば、主信号用の光の
波長と分散測定用の光の波長とを異なるようにすること
により、分散測定を行う際に主信号用の光が混在してい
る場合においても、主信号用の光を光フィルタで容易に
除去することが可能となり、分散測定用の光だけを取り
出すことが可能となる。
から生成された波長の異なる複数の光パルスの伝送結果
に基づいて分散補償を行うことにより、1つの単一光源
を伝送路に設けるだけで伝送路の分散補償が可能とな
り、分散補償を簡易な構成で行うことが可能となる。
送信側または受信側または中継器内に分散補償手段を設
けることにより、光パルスの発生装置、検出装置及び分
散補償装置を一カ所に配置することが可能となり、光パ
ルスの発生装置、検出装置及び分散補償装置を一体化さ
せて、分散補償系の構成をコンパクトにまとめることが
可能となる。
量を可変とすることにより、システム立ち上げ時に伝送
路の分散値の測定を行う場合だけでなく、伝送路を運用
しながら伝送路の分散値をリアルタイムで測定する場合
においても、伝送路の分散補償を精度良く行うことが可
能となり、光伝送のより一層の高速化を達成することが
可能となる。
分散量に基づいて主信号光の波長を変化させることによ
り、光源の波長を調節するだけで伝送路の分散補償を行
うことが可能となることから、分散補償を行う際に必要
な部品数を削減して、分散補償系のより一層の小型軽量
化及び低コスト化が可能となる。
分散量に基づいて主信号光の出力パワーを変化させるよ
ことにより、主信号光の出力パワーの非線形性に基づい
て、伝送路を伝番する光パルスを圧縮させたり、広げた
りすることが可能となることから、主信号光の分散によ
る影響を軽減することが可能となる。
での周波数成分が一致するように伝送路の分散補償を行
うことにより、伝送路の分散補償を容易に行うことが可
能となる。
構成を示すブロック図である。
示すブロック図である。
器の動作を説明する図である。
器の駆動方法を説明する図である。
説明する図である。
説明する図である。
スの生成方法を説明する図である。
の生成方法を説明する図である。
結果を示す波形図である。
の構成例を示すブロック図である。
調器の構成例を示す上面図、(b)は図9(a)のA−
A’線で切断した時の断面図である。
生成装置を送信側に設置した分散測定装置の構成を示す
ブロック図、(b)は本発明の一実施例に係わる光パル
ス生成装置を受信側に設置した分散測定装置の構成を示
すブロック図である。
示すブロック図である。
構成例を示すブロック図である。
構成例を示すブロック図である。
構成例を示すブロック図である。
構成例を示すブロック図である。
することにより、分散値を測定する方法を説明する図で
ある。
償装置を無中継伝送システムに適用した構成を示すブロ
ック図、(b)は本発明の第1実施例に係わる分散補償
装置を多中継伝送システムに適用した構成を示すブロッ
ク図である。
償装置を無中継伝送システムに適用した構成を示すブロ
ック図、(b)は本発明の第2実施例に係わる分散補償
装置を多中継伝送システムに適用した構成を示すブロッ
ク図である。
構成例を示すブロック図である。
償装置を無中継伝送システムに適用した構成を示すブロ
ック図、(b)は本発明の第3実施例に係わる分散補償
装置を多中継伝送システムに適用した構成を示すブロッ
ク図である。
償装置を無中継伝送システムに適用した構成を示すブロ
ック図、(b)は本発明の第4実施例に係わる分散補償
装置を多中継伝送システムに適用した構成を示すブロッ
ク図である。
構成を示すブロック図である。
償装置の構成を示すブロック図、(b)は本発明の第6
実施例に係わる分散補償装置の構成を示すブロック図で
ある。
の構成を示すブロック図である。
スの小ささを示す実験結果を説明する図である。
図である。
33、52、53a、53b、54 光導波路 34、55a、55b、61 電極 41、44、47、71、76、101、106、11
2、122、132、134、141、151、16
1、181、191、221、231、251、26
1、281、301、311、331 レーザーダイオ
ード 42、72、77、107、113、124、135、
332 マッハツェンダ変調器 43、46、49、73、78、108、114、12
5、136、143、153、163、183、19
3、223、233、253、263、283、30
3、313、333 パルス発生器 45、142、152、162、182、192、22
2、232、252、262、282、302、312
LiNbO3 変調器 48 半導体変調器 51 n−InP基板 62 n−InAlAs層 63a、63b 多重量子井戸層 64a、64b p−InAlAs層 65a、65b p−InGaAs層 66 ポリイミド樹脂 74、79、91、93、96、104、110、11
6、126、137、144、155、165、16
7、185、195、197、214〜222、22
5、235、237、255、265、267、28
5、305、315光ファイバ 75、80、92、103、109、115、128、
139、147、156、169、186、199、2
26、239、256、269、289、306、31
6 検出器 94 フォトダイオード 95 サンプリングオシロスコープ 97、145、287 光電変換器 98、146、288 電気フィルタ 99 スペクトラムアナライザ 102、123、133 変調器 105、111、117 折り返し装置 121、131、154、164、184、224、2
34、254、264、304、314 主信号発生装
置 127、138、334、335 光フィルタ 157、170、227、257、270、286、3
07、317 分散補償器 158、171、188、228、241、258、2
71、284、290308、318 主信号検出装置 166、168、196、198、236、238、2
66、268 中継器187、200、213 可変分
散補償器 194 光送信機 201 光受信機 211 光スイッチ 212 切り換え制御部 229、242 波長変更部 259、272 光パワー変更部 309 手動設定部 319 自動設定部
Claims (35)
- 【請求項1】 駆動電圧の増加に伴って光出力が増減す
る光変調手段と、 前記駆動電圧の範囲を前記光出力が増減する範囲に設定
する駆動電圧設定手段とを備えることを特徴とする光パ
ルス生成装置。 - 【請求項2】 前記光変調手段は、 前記駆動電圧の増加率に対応した波長チャーピングを発
生させる波長チャーピング発生手段を備えることを特徴
とする請求項1に記載の光パルス生成装置。 - 【請求項3】 前記光変調手段は、変調特性が周期的に
変化することを特徴とする請求項1または2に記載の光
パルス生成装置。 - 【請求項4】 前記駆動電圧設定手段は、半波長電圧を
超えるパルス状電圧を前記光変調手段に出力することを
特徴とする請求項3に記載の光パルス生成装置。 - 【請求項5】 前記光変調手段は、マッハツェンダ変調
器であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項
に記載の光パルス生成装置。 - 【請求項6】 前記マッハツェンダ変調器は、LiNb
O3 変調器であることを特徴とする請求項5に記載の光
パルス生成装置。 - 【請求項7】 前記マッハツェンダ変調器は、半導体変
調器であることを特徴とする請求項5に記載の光パルス
生成装置。 - 【請求項8】 変調信号に基づいて入力光を変調する光
変調手段と、 前記光変調手段に電気パルスを出力することにより、波
長の異なる複数の光パルスを生成させる電気パルス出力
手段とを備えることを特徴とする光パルス生成装置。 - 【請求項9】 前記波長の異なる複数の光パルスを分離
する光フィルタをさらに備えることを特徴とする請求項
8に記載の光パルス生成装置。 - 【請求項10】 入力光を分波させる分波手段と、 前記分波した入力光の位相を異なる変調効率で変調させ
る位相変調手段と、 前記位相の変調が行われた入力光を合波させる合波手段
と、 前記位相変調手段に半波長電圧を超える電圧を入力する
駆動信号入力手段とを備えることを特徴とする光パルス
生成装置。 - 【請求項11】 第1の光導波路と、 前記第1の光導波路から分岐した第2の光導波路及び第
3の光導波路と、 前記第2の光導波路及び前記第3の光導波路を合流させ
る第4の光導波路と、 前記第2の光導波路に電圧を加える第1の電極と、 前記第3の光導波路に電圧を加える第2の電極と、 半波長電圧を越える電圧を前記第1の電極または前記第
2の電極に入力する駆動信号入力手段とを備えることを
特徴とする光パルス生成装置。 - 【請求項12】 前記駆動信号入力手段は、 振幅が半波長電圧の2倍に設定されたパルス状電圧を発
生させることを特徴とする請求項11に記載の光パルス
生成装置。 - 【請求項13】 変調信号に基づいて入力光を変調する
光変調手段と、 前記光変調手段にパルス信号を出力することにより、波
長の異なる複数の光パルスを生成させるパルス信号発生
手段と、 前記光パルスを伝送路に入力する入力手段と、 前記伝送路から出力された光パルスを検出する検出手段
と、 前記光パルスの時間間隔に基づいて、前記伝送路の分散
量を求める分散量算出手段とを備えることを特徴とする
分散測定装置。 - 【請求項14】 前記光変調手段は、前記伝送路の送信
側に設けられ、 前記検出手段は、前記伝送路の受信側に設けられている
ことを特徴とする請求項13に記載の分散測定装置。 - 【請求項15】 前記光変調手段は、前記伝送路の受信
側に設けられ、 前記検出手段は、前記伝送路の送信側に設けられている
ことを特徴とする請求項13に記載の分散測定装置。 - 【請求項16】 前記光パルスを折り返す折り返し手段
をさらに備えることを特徴とする請求項13に記載の分
散測定装置。 - 【請求項17】 前記折り返し手段は、前記伝送路の送
信側に設けられ、 前記光変調手段及び前記検出手段は、前記伝送路の受信
側に設けられていることを特徴とする請求項16に記載
の分散測定装置。 - 【請求項18】 前記折り返し手段は、前記伝送路の受
信側に設けられ、 前記光変調手段及び前記検出手段は、前記伝送路の送信
側に設けられていることを特徴とする請求項16に記載
の分散測定装置。 - 【請求項19】 変調信号に基づいて入力光を変調する
光変調手段と、 前記光変調手段にパルス信号を出力することにより、波
長の異なる複数の光パルスを生成させるパルス信号発生
手段と、 前記光パルスを伝送路に入力する入力手段と、 前記伝送路で伝送された光パルスを電気信号に変換する
光電変換手段と、 前記電気信号の周波数成分に基づいて、前記伝送路の分
散量を求める分散量算出手段とを備えることを特徴とす
る分散測定装置。 - 【請求項20】 光を出力する発光手段と、 第1の変調信号に基づいて前記光を変調する第1の光変
調手段と、 第2の変調信号に基づいて前記光を変調する第2の光変
調手段と、 前記第1の光変調手段からの第1の出力光及び前記第2
の光変調手段からの第2の出力光を伝送路に入力する入
力手段と、 前記伝送路から前記第2の出力光を取り出す光フィルタ
と、 前記第2の出力光に基づいて、前記伝送路の分散量を求
める分散量算出手段とを備えることを特徴とする光伝送
装置。 - 【請求項21】 第1の変調信号に基づいて第1の入力
光を変調する第1の光変調手段と、 第2の変調信号に基づいて第2の入力光を変調する第2
の光変調手段と、 前記第1の光変調手段からの第1の出力光及び前記第2
の光変調手段からの第2の出力光を伝送路に入力する入
力手段と、 前記伝送路から前記第2の出力光を取り出す光フィルタ
と、 前記第2の出力光に基づいて、前記伝送路の分散量を求
める分散量算出手段とを備えることを特徴とする光伝送
装置。 - 【請求項22】 前記第1の入力光の波長と前記第2の
入力光の波長は異なることを特徴とする請求項21に記
載の光伝送装置。 - 【請求項23】 変調信号に基づいて入力光を変調する
光変調手段と、 前記光変調手段にパルス信号を出力することにより、波
長の異なる複数の光パルスを生成させるパルス信号発生
手段と、 前記光パルスを伝送路に入力する入力手段と、 前記伝送路による伝送された光パルスを検出する検出手
段と、 前記光パルスの時間間隔に基づいて、前記伝送路の分散
量を求める分散量算出手段と、 前記分散量に基づいて、前記伝送路の分散を補償する分
散補償手段とを備えることを特徴とする分散補償装置。 - 【請求項24】 前記分散補償手段は、前記伝送路の送
信側または受信側または中継器内に設けられていること
を特徴とする請求項23に記載の分散補償装置。 - 【請求項25】 前記分散補償手段は、前記分散補償量
が可変であることを特徴とする請求項23または24に
記載の分散補償装置。 - 【請求項26】 前記分散補償手段は、前記分散補償量
を手動により変化させることを特徴とする請求項25に
記載の分散補償装置。 - 【請求項27】 前記分散補償手段は、前記分散補償量
を自動的に変化させることを特徴とする請求項25に記
載の分散補償装置。 - 【請求項28】 前記分散補償手段は、 前記分散量に基づいて、主信号光の波長を変化させる波
長変更手段を備えることを特徴とする請求項23〜27
のいずれか1項に記載の分散補償装置。 - 【請求項29】 前記分散補償手段は、 前記分散量に基づいて、主信号光の出力パワーを変化さ
せる光パワー変更手段を備えることを特徴とする請求項
23〜28のいずれか1項に記載の分散補償装置。 - 【請求項30】 変調信号に基づいて入力光を変調する
光変調手段と、 前記光変調手段にパルス信号を出力することにより、波
長の異なる複数の光パルスを生成させるパルス信号発生
手段と、 前記光パルスを伝送路に入力する入力手段と、 前記伝送路により伝送された光パルスを電気信号に変換
する光電変換手段と、 前記電気信号の周波数成分を検出する周波数検出手段
と、 前記電気信号の周波数成分に基づいて、前記伝送路の分
散量を補償する分散補償手段とを備えることを特徴とす
る分散補償装置。 - 【請求項31】 光変調器に入力光を供給するステップ
と、 前記光変調器に変調信号を供給するステップと、 前記変調信号の立ち上がり時に、第1の光パルスを生成
するステップと、 前記変調信号の立ち下がり時に、第2の光パルスを生成
するステップとを備えることを特徴とする光パルス生成
方法。 - 【請求項32】 前記第1の光パルスの生成時に、第1
の波長チャーピングを付与するステップと、 前記第2の光パルスの生成時に、第2の波長チャーピン
グを付与するステップとをさらに備えることを特徴とす
る請求項31に記載の光パルス生成方法。 - 【請求項33】 入力光を変調することにより、波長の
異なる複数の光パルスを生成するステップと、 前記複数の光パルスを伝送路により伝送するステップ
と、 伝送後の光パルスの時間間隔に基づいて、前記伝送路の
分散量を求めるステップとを備えることを特徴とする分
散測定方法。 - 【請求項34】 入力光を変調することにより、波長の
異なる複数の光パルスを生成するステップと、 前記複数の光パルスを伝送路により伝送するステップ
と、 伝送後の光パルスの時間間隔に基づいて、前記伝送路の
分散量を求めるステップと、 前記求めた分散量に基づいて、前記伝送路の分散量を補
償するステップとを備えることを特徴とする分散補償方
法。 - 【請求項35】 周期的な干渉特性を有する干渉器内の
光の位相差を利用して光変を行う変調器の駆動方法にお
いて、 該変調器に与える光の位相差は該干渉器の周期特性で光
出力が最も低くなる第1の位相差から、光出力が最も高
くなる第2の位相差を経由して、光出力が最も低くなる
第3の位相差に変化した後、光出力が最も高くなる第2
の位相差を経由して、光出力が最も低くなる第1の位相
差にすることを特徴とする光変調器の駆動方法。
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