[发明专利]光通信系统、光发送器、光接收器以及光转发器

说明书

技术领域

本发明涉及光通信系统、光发送器、光接收器以及光转发器，尤其涉及光OFDM通信系统以及使用多载波的光通信系统，更具体而言，涉及在光OFDM（Orthogola Frequency Division Multiplexing：正交频分复用）通信系统中减小PAPR（Peak-to-Average Power Ratio：峰值功率与平均功率之比）的光通信系统、光发送器、光接收器以及光转发器。

背景技术

至今逐步实用化的光通信系统利用使用光的强度的2值的调制解调技术。具体而言，在发送侧将数字信息的“0”和“1”变换为光的强度的ON（通）－OFF（断）并发送至光纤，在光纤中传播的光在接收侧被光电变换，来恢复原本的信息。近年来，随着互联网的爆发性的普及，光通信系统所要求的通信容量飞跃性增长。针对通信容量的大容量化的要求，迄今为止，通过使光ON（通）－OFF（断）的速度、即调制速度上升来进行应对。但是，作为使该调制速度上升来实现大容量化的方法，一般存在下述课题。

存在以下课题，即：如果使调制速度上升，则由光纤的波长分散限制可传送距离变短。一般而言，由波长分散限制的传送距离按照比特率的平方变短。也就是说，如果比特率变为2倍，则由波长分散限制的传送距离变为1/4。同样，存在以下课题，即：如果使调制速度上升，则由光纤的偏振波分散限制的可传送距离变短。一般而言，如果比特率变为2倍，则由偏振波分散限制的传送距离变为1/2。下面具体示出波长分散的影响，如果比特率为10Gbps且使用通常分散光纤，则由波长分散限制的传送距离为60km，但如果变成比特率为40Gbps的系统，则其距离变短为大约4km。进而，在次时代的100Gbps系统的情况下，由波长分散限制的传送距离成为0.6km，在这种状态下，无法实现传送距离为500km左右的干线光通信系统。为了架构超高速的干线光通信系统，现在，为了抵消传送路径的波长分散，而将具有负的波长分散的所谓分散补偿光纤这种特殊的光纤设置在中继器和收发机中。

该特殊光纤价格很高，另外将该分散补偿光纤在各站点设置多少（分散补偿光纤的长度）需要高度的设计，这两方面提高了光通信系统的价格。

因此，最近，作为增加通信容量的光调制解调方式，使用OFDM技术的光通信系统的研究受到注目。OFDM技术是以下技术：在1符号时间内正交的、即具有1符号时间的倒数的整数倍的频率的多个正弦波（将其称为副载波）各自的振幅和相位设定为规定的值从而承载信息（进行调制），通过汇集这些副载波而成的信号来调整载波并进行发送。该OFDM技术用于在电话局与家庭之间通信的VDSL（Very high bit rate Digital Subscriber Line）系统、家庭内的电力线通信系统以及地面波数字电视系统，并得到实用化。进而，还预定用于次时代的便携式电话系统。

光OFDM通信系统是将光作为载波来适用OFDM技术的通信系统。在OFDM技术中，如上所述使用多个副载波，进而各个副载波的调制方式例如可以适用4－QAM、8－PSK或16－QAM等多值调制方式，因此1符号时间与比特率的倒数相比非常长。作为其结果，由上述波长分散或偏振波分散限制的传送距离与光通信系统中设想的传送距离（例如，在国内的干线系统中为500km）相比充分长，能够不需要上述分散补偿光纤或削减其数量。结果，有能够实现低成本光通信系统的可能性。

在图2中表示使用直接检波方式的以往的光OFDM通信系统的结构图。

光发送器1－1与光接收器2－1由光纤3连接。如果本来要通信的数据从输入端子4输入至光发送器1－1，则由光发送器1－1的内部的发送信号处理部100变换为基带OFDM信号，该信号由驱动放大器13放大，由光调制器12对作为载波的光进行电场调制或强度调制，从而生成光OFDM信号。该光OFDM信号通过作为传送路径的光纤3，到达光接收器2－1。光OFDM信号由光电二极管21直接检波接收，并被变换为电信号。该电信号在理想上是上述基带OFDM信号，该信号由前置放大器22放大，并由接收信号处理部200解调为本来要通信的数据，并从输出端子5输出。

在图3中表示发送信号处理部100的功能结构图。另外，在图4中表示接收信号处理部200的功能结构图。