[发明专利]光多值传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及光信息传输技术，特别涉及适合于用光纤传输的多值光信息的收发的光电场发送器及光电场传输系统。

背景技术

随着波长数的增加或光信号的调制速度的高速化，能够用一根光纤传输的信息量(传输容量)基本上用尽了光纤放大器的波段，已经达到了极限。并且，为了使光纤的传输容量变大，需要研究信号调制方式，在有限的频带中载入多个光信号来提高频带的利用效率。

在无线通信的世界，从1960年代开始能够利用多值调制技术进行频率利用效率超过10的高效率的传输。多值调制还有望用于光纤传输，以往就开始进行了很多研究。例如，在“‘R.A.Griffin，et.al.，“10Gb/sOptical Differential Quadrature Phase Shift Key(DQPSK)Transmission using GaAs/AlGaAs Integration’，OFC2002，paper PD-FD6，2002”中，报告了进行4值相位调制的QPSK(Quadrature Phase Shift Keying：正交相移键控)，在“N.Kikuchi，K.Mandai，K.Sekine and S.Sasaki，‘First experimental demonstration of single-polarization 50-Gbit/s 32-level(QASK and 8-DPSK)incoherent optical multilevel transmission’in Proc.Optical Fiber Communication Conf.(OFC/NFOEC)，Anaheim，CA，Mar.2007，PDP21.”中，报告了组合了4值的振幅调制和8值的相位调制的32值的振幅、相位调制。

图1A～图1D是示出了用于光传输的复数相位平面的说明和公知的各种调制方式的信号点配置的图，在复数相位平面(或者复数平面、相位面、IQ平面)上绘制了各种光多值信号的信号点(识别时刻的光电场的复数表示)。

图1A是表示现有技术的IQ平面上的信号点的说明图。

如图1A所示，各信号点能够用复数正交坐标(IQ坐标)或者极坐标表示，该极坐标用图示的振幅r(n)和相位表示。

图1B是表示现有技术的4值相位调制(QPSK)的信号点配置的说明图。

在图1B上，在复数平面上表示了用于多值信号的传输的4个理想信号点(码元)。这些各理想信号点的振幅一定，配置在相位角为0、π/2、π、-π/2的4个位置。通过传输这些4个码元中的一个，每1个码元能够传输2比特的信息(00，01、11、10)。此外，在用光延迟检波对本信号进行直接接收(非相干接收)的情况下，一般采用预先进行了差动预编码的差动4值相位调制(DQPSK)，但是两者的信号点配置相同，所以在本专利中不特别区分两者。

图1C是将现有技术的相位角增加为π/3间隔的6个值(0，π/3，2 π/3，-π，-2π/3，-π/3)的6值相位调制的说明图。

如图1 C所示，6值相位调制能够每1码元大致传输2.58比特的信息，但是从光延迟检波困难或信息量半途丢失的方面考虑，基本上没有用于光通信中的例子。

图1D是表示在现有技术的无线中广泛使用的16值正交振幅调制(16QAM)的说明图。

如图1D所示，在16QAM中，理想信号点配置成格子状，可能每1码元进行4比特的信息传输。在图1D所示的例中，用Q轴坐标表现了高位2比特(10xx，11xx，01xx，00xx)的值，用I轴坐标表现了低位2比特(xx10，xx11，xx01，xx00)的值。该信号点的配置能够使信号点间的距离较大，所以已知接收灵敏度较高，报告了如下情况：在光通信中，使用相干光接收器能够实现类似于16QAM的正交振幅调制。例如，在“J.Hongou，K.Kasai，M.Yoshida and M.Nakzawa，‘1 Gsymbol/s，64 QAM Coherent Optical Transmission over 150km with a Spectral Efficiency of 3 Bit/s/Hz’，in Proc.Optical Fiber Communication Conf.(OFC/NFOFEC)，Anaheim，CA，Mar.2007，paper OMP3.”中，报告了收发64QAM信号的实验的例。相干接收器为了检测光信号的相位角，而是使用配置在接收器内部的本振光源的方式。