[发明专利]光发送器以及光OFDM通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及光发送器以及光OFDM通信系统，尤其涉及使用了多载波的光通信系统的光发送器，更具体而言，涉及在使用了直接检波接收方式的光OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing、正交频分复用)通信系统中降低副载波间干涉的影响的光发送器以及光OFDM通信系统。

背景技术

到目前为止实用化的光通信系统，应用着使用光强度的二进制调制解调技术。具体而言，在发送侧将数字信息的“0”和“1”变换为光强度的开-关并向光纤发送，在光纤中传播的光在接收侧被光电变换，从而复原为原来的信息。近年，随着因特网的爆发式普及，光通信系统中所要求的通信容量飞跃式增长。相对于通信容量的大容量化的要求，到目前为止以使光的开-关速度、即调制速度上升的方式进行应对。但是，在使调制速度上升以实现大容量化的方法中，一般存在如下所述的课题。

存在使调制速度上升时、由光纤的波长色散所限制的可传送距离缩短这样的课题。一般地由波长色散所限制的传送距离按比特率的平方而变短。也就是说，比特率变成2倍时，由波长色散所限制的传送距离变成1/4。同样，也存在使调制速度上升时、由光纤的偏振色散所限制的可传送距离缩短这样的课题。一般地比特率变成2倍时，由偏振色散所限制的传送距离变成1/2。若具体地表示波长色散的影响，通常，当比特率为10Gbps并使用色散光纤时，由波长色散所限制的传送距离为60km，但如果是比特率为40Gbps的系统，则其距离大概缩短为4km。进一步在第二代100Gbps系统的情况下，由波长色散所限制的传送距离变成0.6km，这样的话，不能够实现传送距离为500km左右的干线光通信系统。为了建造超高速的干线光通信系统，目前为了消除传送路径的波长色散，在中继器或收发机中设置具有负波长色散的称作所谓的色散补偿光纤的特殊光纤。该特殊纤维价格高，而且需要在各区域设置多少(色散补偿光纤的长度)该色散补偿光纤这样的高级设计，上述两者提高了光通信系统的价格。

因此，最近作为使通信容量增加的光调制解调方式，使用了OFDM技术的光通信系统的研究正显露头角。OFDM技术是通过将在一个码元时间内正交的、即具有一个码元时间的倒数的整数倍的频率的多个正弦波(将其称作副载波)中的每个正弦波的振幅和相位设定为规定的值，由此载入(调制)信息，通过集束了这些副载波的信号来调制载波并进行发送的技术。该OFDM技术在电话局和家庭之间通信的VDSL(Very high bit rate Digital Subscriber Line、甚高速数字用户专线)系统、家庭内的电力线通信系统以及地面波数字TV系统中使用并实用化。而且也打算在下一代便携电话系统中使用。

光OFDM通信系统是将光作为载波而应用了OFDM技术的通信系统。在OFDM技术中，如上所述，使用多个副载波，而且各自的副载波的调制方式例如可以应用4-QAM、8-PSK或16-QAM等多值调制方式，所以一个码元时间比比特率的倒数长很多。作为其结果，由上述波长色散或偏振色散所限制的传送距离与光通信系统所设想的传送距离(例如，在国内的干线系统中为500km)相比变得足够长，而不需要上述色散补偿光纤。结果，存在能够实现低成本光通信系统的可能性。若要表示具体的数值例，则考虑以光OFDM技术实现例如10Gbps的比特率的光通信系统的情况。如果设副载波数为10、设各副载波的调制为4-QAM，则一个码元速度变成500MBaud。由该情况下的波长色散所限制的传送距离为将10Gbps的光通信系统进行以往的开-关调制的OOK(On-Off Keying)方式的(10/0.5)²＝400倍、即成为24000km，能够不使用高价的色散补偿光纤而实现传送距离500km的国内干线系统，能够建造低成本光通信系统。

另外，光OFDM通信系统根据光信号的接收方式能够分类为两种。一种是直接检波接收方式，另一种是相干接收方式。本发明是涉及使用了直接检波接收方式的光OFDM通信系统的发明。

由图3示出该系统的结构图。当本来应该通信的数据由输入端子9输入到发送器1时，在发送器1内部的发送信号处理部100被变换成基带OFDM信号，该信号由激励放大器2放大并由光调制器4承载于作为载波的光上而生成光OFDM信号。该光OFDM信号通过作为传送路径的光纤5到达接收器6。光OFDM信号通过发光二极管7被直接检波接收并变换成电信号。该电信号理想上来讲是上述的基带OFDM信号，该信号由前置放大器6放大，而后由接收信号处理部200解调为本来应通信的数据并由输出端子10输出。