[发明专利]光通信系统、光发送器及转发器

说明书

技术领域

本发明涉及光通信系统、光发送器及转发器(transponder)，特别涉及使用多载波的光OFDM通信系统，更具体地讲，涉及在光OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）通信系统中降低光接收器的所需频带宽度的光通信系统、光发送器及转发器。

背景技术

目前实用化的光通信系统的多数采用了使用光的强度的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”转换为光的强度的开启、关闭(ON/OFF)，向光纤发送，将在光纤中已传播的光在接收侧进行光电转换，将原来的信息复原。近年来，随着因特网的爆发性的普及，对光通信系统要求的通信容量飞跃性地提高。对于通信容量的大容量化的需求，到目前为止，通过使光的开启、关闭的速度、即调制速度上升来应对。但是，在使该调制速度上升而实现大容量化的方法中，一般有以下所述的课题。

有如果使调制速度上升则被光纤的色散所限制的可传送的距离变短的课题。一般被色散限制的传送距离按比特率的平方变短。即，如果比特率成为2倍，则受色散限制的传送距离成为1/4。同样，还有如果使调制速度上升则受光纤的偏振色散限制的可传送的距离变短的课题。一般而言，如果比特率成为2倍，则受偏振色散限制的传送距离成为1/2。如果具体地表示色散的影响，则如果以比特率10Gbps使用单模光纤，则受色散限制的传送距离是60km，但如果成为比特率为40Gbps的系统，则其距离变短为约4km。进而，在下一代的100Gbps系统的情况下，受色散限制的传送距离成为0.6km，这样不能实现传送距离为500km左右的主干光通信系统。为了构建超高速的主干光通信系统，目前为了抵消传送路径的色散而将具有负的色散的所谓色散补偿光纤的特殊的光纤设置在中继器或收发机中。该特殊光线较昂贵，此外需要决定设置在收发机或光中继器内部中的色散补偿光纤的量的高级的设计，这两者推升了光通信系统的价格。

所以，最近，作为使通信容量增加的光调制解调方式，使用OFDM技术的光通信系统的研究受到关注。OFDM技术是通过将在1码元(symbol)时间内相互正交的、即具有1码元时间的倒数的整数倍的频率的许多正弦波（将其称作子载波）的各自的振幅和相位设定为规定的值，由此来搭载（调制）信息，用将这些子载波聚束后的信号将载波（输送波）调制并发送的技术。该OFDM技术在电话局与家庭之间通信的VDSL（Very high bit rate Digital Subscriber Line，超高比特率数字用户线路）系统、或家庭内的电力线通信系统、还有地面波数字TV系统中使用而实用化。进而，在下一代的便携电话系统中也计划使用。

光OFDM通信系统是以光为载波、采用OFDM技术的通信系统。在OFDM技术中，如上述那样使用许多子载波，进而，各个子载波的调制方式例如可以采用4－QAM、8－PSK或16－QAM等多级调制方式，所以1码元时间与比特率的倒数相比非常长。作为其结果，受上述色散或偏振色散限制的传送距离与在光通信系统中设想的传送距离（例如在国内的主干系统中是500km）相比足够长，不需要上述色散补偿光纤。结果，有可能能够实现低成本光通信系统。

使用直接检波接收方式的光通信系统与无线通信系统不同，接收到的光电流与光的电场的绝对值的平方成比例（另一方面，在无线通信系统中，流到接收天线中的电流与电场成比例）。因为该特征，所以在使用直接检波接收方式的光OFDM通信中，发生在无线OFDM通信中没有的课题。即，由于接收到的光电流与光电场的绝对值的平方成比例，所以有子载波间的差拍信号(beat signal)与本来的信号发生干涉的课题。将该课题以下称作子载波间差拍干涉。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Brendon J.C.Schmidt，Arthur J.Lowery and Liang B.Du，“Low Sampling Rate Transmitter for Direct－Detection Optical OFDM”，OFC/NFOEC2009，OWM4，2009

发明概要

发明要解决的课题