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公開番号2024119605
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-03
出願番号2023026623
出願日2023-02-22
発明の名称局発光生成装置、受信装置及び局発光生成方法
出願人国立大学法人東北大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H04B 10/61 20130101AFI20240827BHJP(電気通信技術)
要約【課題】波長可変であるレーザーダイオードや異なる波長に対応する複数のレーザーダイオードを設けずに局発光を生成することができる。
【解決手段】複数の局発光のうち1つの局発光を、パイロットトーン信号を用いて注入同期するファブリペローLDと、前記注入同期した信号の周波数を中心とするサイドバンドを形成する光変調器と、QAMデータ信号の周波数以外の光信号を除去する第二フィルタと、を備える局発光生成装置。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
複数の局発光のうち1つの局発光を、パイロットトーン信号に注入同期するファブリペローLDと、
前記注入同期した局発光の周波数を中心周波数とするサイドバンドを形成する光変調器と、
QAMデータ信号の周波数以外の光信号を除去する第二フィルタと、
を備える局発光生成装置。
続きを表示(約 590 文字)【請求項2】
前記パイロットトーン信号と前記QAMデータ信号を含む信号から前記QAMデータ信号を除去し、前記パイロットトーン信号を前記ファブリペローLDに出力する第一フィルタと、
をさらに備える請求項1に記載の局発光生成装置。
【請求項3】
前記注入同期した局発光の周波数を中心周波数とするサイドバンドのうちの一つの周波数は前記QAMデータ信号の中心周波数であり、
前記注入同期した局発光の周波数を中心周波数とするサイドバンドのうちの一つと前記QAMデータ信号はホモダイン検波に使用される、
請求項2に記載の局発光生成装置。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか一項に記載の局発光生成装置と、
前記局発光生成装置により生成される局発光に基づいてQAMデータ信号を検波する検波部と、
前記パイロットトーン信号と前記QAMデータ信号とを含む信号を分配し、前記局発光生成装置と前記検波部に出力する分配部と、
を備える受信装置。
【請求項5】
複数の局発光のうち1つの局発光を、パイロットトーン信号を用いて注入同期し、
前記注入同期した信号の周波数を中心としたサイドバンドを形成し、
QAMデータ信号の周波数以外の光信号を除去する、
局発光生成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、超多値デジタルコヒーレント光伝送に用いる光注入同期方式、局発光生成装置、受信装置及び局発光生成方法に関する。
続きを表示(約 2,500 文字)【背景技術】
【0002】
最近の光通信では、光の振幅と位相に同時に情報を乗せるデジタルコヒーレント多値伝送に関する研究が進められている。様々な多値変調方式の中でも特に直交振幅変調(QAM:Quadrature Amplitude Modulation)は最も多値度高い変調が可能であり、周波数利用効率を極限まで高めることできる。このような高効率QAM伝送においては、光の位相情報を正確に抽出するめにデータ信号と局発レーザ間の高精度な位相同期が不可欠となる。
【0003】
デジタルコヒーレント多値伝送に用いる光位相同期方式として、これまでデジタル信号処理回路(DSP: Digital Signal Processor)を用いたキャリヤ位相推定法(非特許文献1)、光PLL (OPLL: optical phase-locked loop) 法(非特許文献2)及び光注入同期法(非特許文献3)が研究開発されてきている。
【0004】
デジタルキャリヤ位相推定法は、ハードウェアのフィードバック制御回路が不要となる利点はあるが、データ信号の変調速度や多値度が増大するとキャリヤ位相推定等に伴うDSPでの計算量が増大する。さらには位相推定の精度も十分でなくなり、復調特性が劣化してしまう欠点がある。
【0005】
一方、ハードウェアのフィードバック制御回路を用いるアナログ光PLL法は、変調信号の多値度や変調フォーマットに依らない高精度な光位相同期が可能であるという利点がある。光注入同期法はフィードバック回路を用いることなく非常に高精度な光位相同期を実現することができる。また、局発レーザに高価な狭線幅半導体レーザを用いる必要がないため、伝送システムの低コスト化を図ることが可能であり、近年デジタルコヒーレント光伝送の分野で注目されている技術である。
【0006】
非特許文献4によれば、QAMデータ信号と同時に光ファイバ伝送される無変調パイロットトーン信号を用いて局発レーザをデータ信号に位相同期し、1024値と極めて多値度の高いコヒーレントQAM伝送が報告されている。しかしながら、本方式においては、用いる局発レーザの発振帯域がパイロットトーン信号の周波数に対応していることが同期を行うための一つの条件であり、波長多重伝送においては使用されるパイロットトーン信号の周波数に対応した局発レーザが必要となる。そのため、波長多重伝送において使用されるデータ信号の周波数帯域が広がるほど、光注入同期回路では波長可変であるレーザーダイオードや異なる波長に対応する複数のレーザーダイオードを用いる必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
K. Kikuchi, “Digital coherent optical communication systems: fundamentals and future prospects,” IEICE Electron. Express, vol. 8, no. 20, pp. 1642-1662, 2011.
K. Kasai, J. Hongo, M. Yoshida, M. Nakazawa, “Optical phase-locked loop for coherent transmission over 500 km using heterodyne detection with fiber lasers,” IEICE Electron. Express, vol. 4, no. 3, pp.77-81, 2007.
Y. Wang, K. Kasai, M. Yoshida, M. Nakazawa, “120 Gbit/s injection-locked homodyne coherent transmission of polarization-multiplexed 64 QAM signals over 150 km,” Opt. Express, vol. 22, no. 25, p.31310, 2014.
Y. Wang, S. Okamoto, K. Kasai, M. Yoshida and M. Nakazawa, “Single-channel 200 Gbit/s, 10 Gsymbol/s-1024 QAM injection-locked coherent transmission over 160 km with a pilot-assisted adaptive equalizer,” Opt. Express, vol. 26, no. 13, pp. 17015-17024, (2018).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、波長可変であるレーザーダイオードや異なる波長に対応する複数のレーザーダイオードを設けることは、システムのコストの増大につながる。
本発明の目的は、これらの構成を用いることなくコヒーレントホモダイン検波を実現する光注入同期方式、局発光生成装置、受信装置及び局発光生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様は、複数の局発光のうち1つの局発光を、パイロットトーン信号に注入同期するファブリペローLDと、前記注入同期した信号の周波数を中心とするサイドバンドを形成する光変調器と、QAMデータ信号の周波数以外の光信号を除去する第二フィルタと、を備える局発光生成装置である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、波長可変であるレーザーダイオードや異なる波長に対応する複数のレーザーダイオードを設けずに局発光を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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