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WO2006009269A1 - 周波数シフトキーイング復調器 - Google Patents

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WO2006009269A1
WO2006009269A1 PCT/JP2005/013534 JP2005013534W WO2006009269A1 WO 2006009269 A1 WO2006009269 A1 WO 2006009269A1 JP 2005013534 W JP2005013534 W JP 2005013534W WO 2006009269 A1 WO2006009269 A1 WO 2006009269A1
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WO
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optical
signal
fsk
electrode
delay time
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Application number
PCT/JP2005/013534
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tetsuya Kawanishi
Masayuki Izutsu
Original Assignee
National Institute Of Information And Communications Technology, Incorporated Administrative Agency
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Publication date
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    • G02F1/212—Mach-Zehnder type

Definitions

  • the present invention relates to a frequency shift keying demodulator and a frequency shift keying communication system using the same.
  • Optical frequency shift keying is a technology that modulates the optical frequency and transmits the difference in frequency as a signal.
  • FSK signals generally have no information on their amplitude, and are therefore less susceptible to level fluctuations and noise.
  • FSK systems using digital signals are already known (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11_1-17746). However, this technology is about shifting the frequency of digital signals as far as possible, not shifting the frequency of light.
  • Optical single sideband modulators optical SSB (Single Slide-Band) modulators
  • optical SSB Single Slide-Band modulators
  • Optical frequency using optical SSB modulator Shifter
  • IEICE Technical Report TECHNICAL REPORT OF IEICE, OCS2002-49, PS2002-33, OFT2002-30 (2002-08)
  • optical FSK modulators using this optical SSB modulator are known (See T. Kawanishi and M. Izutsu, Optical FSK modulator using an integrated 1 ight wave circuit consisting of four optical phase modulators, "CPT 2004 G-2, Tokyo, Japan, 14-16 Jan. 2004).
  • FIG. 4 shows the basic configuration of an FSK communication system that includes such an optical FSK modulator.
  • the conventional F SK communication system consists of an F SK demodulator (101) that demodulates an optical FS signal, an optical F SK modulator (111) that generates an optical F SK signal, an optical F It consists of an optical fiber (113) that connects the SK modulator and the F SK demodulator.
  • the F SK demodulator is the demultiplexer (102), and the optical F SK
  • the signal was divided into (US B signal ⁇ LSB signal), the intensity of each was measured by a photodetector, converted to an electrical signal, and the difference was taken by a subtractor (106).
  • a dispersive medium such as an optical fiber (113)
  • the US B signal and LSB signal differ in frequency by twice that of the modulated signal. Therefore, there is a time difference (delay) before reaching the photodetectors (104) and (105) (that is, the USB signal arrives at the photodetector earlier).
  • 112 indicates a light source.
  • Figure 5 is a conceptual diagram for representing such a delay. Due to this delay, there is a problem that the subtracter cannot properly take the difference in intensity between the US B signal and the LSB signal. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide a novel FSK demodulator that can be used for optical information communication and the like.
  • Another object of the present invention is to provide an optical FSK communication system that can be used for optical information communication and the like and can transmit information at high speed.
  • the present invention has found that when an optical FSK modulator is demodulated, a delay occurs between the US B signal and the LSB signal, and the FSK signal can be demodulated more appropriately by eliminating the delay. It is based on.
  • a frequency shift keying (F SK) demodulator includes means (2) for demultiplexing an optical signal according to its wavelength, and the demultiplexer. Means (3) for adjusting the delay time of the two lights demultiplexed by the means, means (4) for detecting one optical signal demultiplexed by the demultiplexer, and demultiplexing by the demultiplexer Means (5) for detecting the remaining optical signal, and the first Means (6) for calculating a difference between the output signal of the first photodetector and the output signal of the second photodetector.
  • F SK frequency shift keying
  • the FSK demodulator of the present invention can be demodulated appropriately.
  • the optical signal in the “means for demultiplexing the optical signal according to its wavelength” is an optical FSK signal
  • the “optical signal as its wavelength” is the means for demultiplexing the upper sideband (US B) signal and the lower sideband (LSB) signal of the optical FSK signal.
  • the "means (3) for adjusting the delay time of the two lights to be demultiplexed by the demultiplexer (3)" determines whether the optical signal depends on its wavelength.
  • the light delay time is adjusted by adjusting the optical path length of one or both of the two lights demultiplexed by ".”
  • there are two methods for adjusting the delay time adjusting the delay time in the light state and adjusting the delay time after using light as an electrical signal. Of these, the latter cannot be adjusted easily because the electric signal circuit system must be reset.
  • the former is preferable because a delay time can be easily adjusted by changing the optical path length by preparing multiple mirrors and adjusting the mirror position.
  • a preferred embodiment of the FSK demodulator according to the present invention is such that the “means (3) for adjusting the delay time of two lights to be demultiplexed by the demultiplexer” can change the delay time to be adjusted. is there.
  • Such an FSK demodulator is preferable because the delay time can be adjusted according to changes in the modulation signal of the optical FSK modulator and the type and length of the dispersive medium.
  • a more specific adjustment method is to change the optical path length by changing the mirror position.
  • the “means for adjusting the delay time of two lights demultiplexed by the demultiplexer (3)” has a delay time of a predetermined time. To be adjusted. For example, only two types of modulation frequencies are used In some cases, it is not necessary to be able to adjust the delay time in an analog (continuous) manner. Therefore, a device that can adjust the delay time by a certain time can be used favorably for such applications.
  • the F SK communication system of the present invention includes an optical F SK modulator, the FSK demodulator described above, the optical F SK modulator, and the optical F And a dispersive medium connecting the SK demodulator.
  • a first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ A ), a second sub-Mach-Zehnder waveguide (MZ B ), MZ and a a and the MZ B a light input unit, a main Mach-Zehnder waveguide and an output portion of the modulated light (MZ c), radio frequency to the two arms composing the MZ a
  • the first RF electrode (RF A electrode) that inputs the (RF) signal, and the second RF electrode (RF B electrode) that inputs the RF signal to the two arms constituting the MZ B are input.
  • the FSK communication system uses an optical FSK modulator that modulates the frequency of light output from the output unit.
  • Such an optical FSK modulator can change the US B signal and LSB signal at high speed, and can provide an optical FSK communication system that can transmit information at high speed.
  • Means for adjusting the delay time of two light beams to be demultiplexed (3)
  • An FSK communication system having means for controlling the length of the delay time to be adjusted.
  • the control means automatically adjusts the delay time according to the frequency of the modulation signal of the optical FSK modulator, the length of the dispersive medium, and the dispersion of the dispersive medium. Therefore, the delay time is automatically adjusted and favorable FSK demodulation is achieved.
  • a preferred usage mode of the FSK communication system of the present invention is the above-described FS communication system, wherein the distance between the optical F SK modulator and the F SK demodulator, and the modulation frequency of the optical F SK signal. And the dispersion of the dispersive medium from the delay time of the light. That is, the distance between the optical FSK modulator and the FSK demodulator, the modulation frequency of the optical FSK signal, the delay time of the light, and the dispersion of the dispersive medium are predetermined. By using this relationship and information other than the dispersion of the dispersive medium, the dispersion of the dispersive medium can be found.
  • a preferred mode of use of the FS communication system according to the present invention is the above-described FS communication system, wherein the dispersion of a dispersive medium existing between the optical FS modulator and the FS demodulator is
  • the distance between the optical FS modulator and the F SK demodulator is calculated from the modulation frequency of the optical F SK signal and the optical delay time. That is, there are predetermined distances between the distance between the optical F SK modulator and the F SK demodulator, the modulation frequency of the optical F SK signal, the delay time of the light, and the dispersion of the dispersive medium.
  • the distance between the optical FS modulator and the FS demodulator can be obtained from this relationship and information other than the distance between the optical F SK modulator and the FS demodulator.
  • the FSK demodulator of the present invention is an FSK demodulator with an unconventional configuration, the present invention can provide a novel F S ⁇ demodulator that can be used for optical information communication and the like.
  • the “means for adjusting the delay time of the two lights demultiplexed by the demultiplexer” adjusts the delay time between the US ⁇ signal and the LSB signal. It is possible to provide an FSK modulator that compensates for the delay of the optical FSK modulation signal due to the optical signal and that can appropriately demodulate the FSK signal.
  • FIG 1 shows the basic configuration of the FSK demodulator of the present invention.
  • Figure 2 is a schematic diagram showing the basic configuration of an optical SSB modulator.
  • Figure 3 is a graph showing the relationship between the Q-factor and offset in Example 1.
  • FIG. 4 shows the basic configuration of an FSK communication system that includes an optical FSK modulator.
  • Figure 5 is a conceptual diagram for representing the delay.
  • FIG. 1 shows the basic configuration of the FSK demodulator of the present invention.
  • the FSK demodulator (1) of the present invention includes a means (2) for demultiplexing an optical signal transmitted from the transmitter according to its wavelength, and a demultiplexer. Means for adjusting the delay time of the two light beams (3), means for detecting one optical signal demultiplexed by the demultiplexer (4), and demultiplexing by the demultiplexer Means (5) for detecting the remaining optical signal, and means (6) for calculating a difference between the output signal of the first photodetector and the output signal of the second photodetector. To do.
  • a demultiplexer As a “means for demultiplexing an optical signal transmitted from a transmitter according to its wavelength”, a demultiplexer is mentioned (hereinafter, this means is also called “demultiplexer”).
  • a known duplexer such as an interleaver can be used as the duplexer (2). Since the light demultiplexed by the demultiplexer is an optical F SK signal, one that is demultiplexed into the upper side band (US B) signal and the lower side band (LSB) signal of the optical F SK signal is used.
  • the interleaver can demultiplex incident wavelength-multiplexed optical signals into two sets of signal sequences whose wavelength intervals are twice, and conversely, combine two sets of wavelength-multiplexed signals into one signal sequence whose wavelength intervals are half. Then 2005/013534
  • the interleaver includes a fiber type interleaver including a plurality of fiber force bras, a multilayer film type interleaver including a multilayer film and a prism, and a birefringent plate type including a birefringence plate and a polarization separation element.
  • Interleavers and waveguide interleavers using waveguides are examples. More specifically, there are interleavers such as Nova-Interleavers manufactured by Optoplex, OC-192 manufactured by Nexfon, and 0C-768.
  • An example of a “means for adjusting the delay time of two lights demultiplexed by a demultiplexer” is a known delay adjustment device (hereinafter, this means is also referred to as a “delay adjustment device”).
  • An example of such a delay adjustment device is a delay adjustment device that consists of multiple mirrors and can adjust the optical path length. The delay time (and hence the mirror position) of this delay adjustment device may be automatically adjustable as appropriate, or may be fixed.
  • subtractor As a “means for calculating the difference between the output signal of the first photodetector and the output signal of the second photodetector (6)”, there is a known subtractor. Also called “subtractor”.
  • An example of a subtractor is a device that includes a calculation circuit that calculates the difference between the output signal of the first photodetector and the output signal of the second photodetector.
  • the FSK demodulator of the present invention may include a known configuration other than the above used in the demodulator.
  • a dispersion compensator is provided in the optical path after the duplexer (2). This is because such a dispersion compensator can compensate for the light dispersed by an optical fiber.
  • an optical amplifier is provided after the duplexer (2).
  • the amplitude of the optical signal output from a duplexer such as an interleaver may decrease. Therefore, by recovering the amplitude with an optical amplifier, it is possible to withstand long distance communications.
  • Such an optical amplifier is preferably provided for each of the US B signal and the LSB signal.
  • the F SK demodulator (1) receives the optical F SK signal. Then, the demultiplexer (2) demultiplexes the optical signal transmitted from the transmitter according to its wavelength, and demultiplexes it into the US B light and the LSB light ( ⁇ 2 ).
  • the delay adjuster (3) eliminates the delay time between the US B light ( ⁇ ⁇ and LSB light ( ⁇ 2 ), for example, by adjusting the optical path length according to the delay time.
  • the detector (4) detects one optical signal demultiplexed by the demultiplexer and converts it into an electric signal, and the second photodetector (5) demultiplexes by the demultiplexer.
  • the remaining optical signal is detected and converted into an electrical signal
  • the subtractor (6) calculates the difference between the output signal of the first photodetector and the output signal of the second photodetector. Yes.
  • the signal obtained by the subtracter is output to a monitor (not shown). In this way, it is possible to demodulate the FSK signal, which eliminates the optical delay problem due to optical dispersion.
  • the optical FSK communication system of the present invention consists of an optical FSK modulator (11), a light source (12), an FSK demodulator (1), and an optical FSK modulation. And a dispersive medium (13) connecting the FSK demodulator and control means (14).
  • the FSK modulator described above can be used.
  • An optical FSK modulator is one that changes the laser oscillation wavelength itself by changing the current supplied to the tunable laser light source.
  • the optical S S B modulator can be improved to obtain the optical F S K signal without changing the frequency of the light source.
  • the optical FSK modulator like the latter is preferable because the FSK signal cycle can be shortened and information can be loaded at high speed.
  • the optical S S B modulator is described first, and then an optical F SK modulator improved from such an optical S S B modulator.
  • Figure 2 shows a schematic diagram showing the basic configuration of the optical SSB modulator.
  • the optical SSB modulator (41) consists of the first sub Mach-Zehnder waveguide (MZ A ) (42) and the second sub-Mach-Zehnder waveguide (MZ B ) ( 43), the main Mach-Zehnder waveguide (MZ C ) (44), the first bias adjustment electrode (DC A electrode) (45), the second bias adjustment electrode (DC B electrode) (46), A first modulation electrode (RF A electrode) (47), a second modulation electrode (RF B electrode) (48), and a third bias adjustment electrode (DC e electrode) (49).
  • the main Mach-Zehnder waveguide (MZ C ) (44) is a Mach-Zehnder waveguide including MZ A and MZ B as both arms.
  • First bias adjustment electrode (DC A electrode) (45) by controlling the bias voltage of between 2 Tsunoa over arm (Pathl and Path3) constituting the MZ A, propagating two arms of the MZ A It is an electrode for controlling the phase of light.
  • the second bias adjustment electrode (DC B electrode) (46) controls a bias voltage between two arms composing the MZ B (Path2 and Path4), propagating the two arms of the MZ B It is an electrode for controlling the phase of light.
  • the DC A and DC B electrodes are preferably usually DC or low frequency electrodes.
  • “low frequency” in the low frequency electrode means, for example, a frequency of 0 Hz to 500 MHz.
  • First modulation electrode (RF A electrode) (47) is an electrode for inputting a la-di O Frequency (RF) signal to the two arms composing the MZ A.
  • the second modulation electrode (RF B electrode) (48) is an electrode for inputting RF signals to the two arms composing MZ B.
  • RF A electrode and the RF B electrode a traveling wave electrode or a resonance electrode can be mentioned, and a resonance electrode is preferable.
  • the RF A electrode and the RF B electrode are preferably connected to a high frequency electrical signal source.
  • the high-frequency electrical signal source is a device for controlling the signal transmitted to the RF A electrode and RF B electrode, and a known high-frequency electrical signal source can be used.
  • RF A electrode, and the frequency of the high frequency signal input to the RF B electrode (f m, or f FSK) as include, for example, 1 GH z ⁇ 100 GHz.
  • the output of a high-frequency electric signal source includes a sine wave having a constant frequency.
  • the RF A electrode and the RF B electrode are composed of, for example, gold or platinum.
  • the width of the RF A electrode and RF B electrode is 1 ⁇ m to 10 im, and specifically 5 zm.
  • the length of the RF A electrode and the RF B electrode is 0.1 to 0.9 times the wavelength of the modulation signal (4), 0.18 to 0.22 times, or 0.67 to 0.70 times, and more preferably. Is 20 to 25% shorter than the resonance point of the modulation signal. This is because the combined impedance with the stub electrode remains in an appropriate range. More specific RF A electrode and RF B electrode Examples of pole lengths include: Below, the resonant electrode and the traveling wave electrode are described.
  • a resonant photoelectrode is an electrode that modulates using the resonance of the modulation signal.
  • Known resonant electrodes can be used.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2002-268025 “Tetsuya Kawanishi, Satoshi Oikawa, Masayuki Izutsu”, “Planar Resonant Optical Modulator”, IEICE Technical Report, TECHNICAL REPORT OF IEICE, IQE2001-3 (2001-05) J can be used.
  • a traveling wave electrode is an electrode (modulator) that modulates light while guiding light waves and electrical signals in the same direction (for example, Hiroshi Nishihara, Haruna) Masamitsu and Toshiaki Sugawara, “Optical Integrated Circuits” (Revised Supplement) Ohm, pp. 119-120).
  • the traveling wave type electrode a known one can be adopted.
  • JP 11-295674 A, JP 11-295674 A, JP 2002-169133 A, JP 2002-40381 A, JP 2000 A -267056, JP 2000-471159, JP 10-133159, etc. can be used.
  • a so-called symmetrical ground electrode arrangement (having at least a pair of ground electrodes on both sides of the traveling wave signal electrode) is preferably used.
  • the high frequency output from the signal electrodes is easily applied to the ground electrodes placed on the left and right of the signal electrodes. The radiation to the side is suppressed.
  • Third bias adjustment electrode (DC C electrode) (49) is the order of electrodes for controlling the phase of the light propagating in the MZ A and MZ B by controlling the Baiasu voltage of MZ A ⁇ Pi MZ B .
  • the third bias adjustment electrode (DC C electrode) is usually a direct current or low frequency electrode.
  • the RF electrode may serve as both an RF signal electrode and a DC signal electrode.
  • either or both of the RF A electrode and RF B electrode are connected to a feed circuit (bias circuit) that supplies a mixture of DC and RF signals.
  • the optical SSB modulator of this aspect is Since the RF electrode is connected to the feed circuit (bias circuit), RF signal (radio frequency signal) and DC signal (DC signal: signal related to bias voltage) can be input to the RF electrode, and the optical SSB modulator described above. Can function as well. (3. 1. 2. Operation of optical SSB modulator)
  • optical SSB modulators The operation of optical SSB modulators is described, for example, in “Tetsuya Kawanishi, Masayuki Izutsu,“ Optical Frequency Shifter Using Optical SSB Modulator ”, IEICE Technical Report, TECHNICAL REPORT OF IEICE, OCS2002-49, PS2002-33, OFT2002-30 (2002-08) J, “Hisumi et al., X-Katsuri-Muniobium Optical SSB Modulator, Electron Letter, vol. 37, 515-516 (2001)”.
  • the optical S S B modulator it is possible to obtain an upper sideband signal (US B) and a lower sideband signal (L S B) with a predetermined amount of frequency shifted positively.
  • Light F SK modulator in order to realize the code switching at high speed, which was replaced with electrode corresponding to the DC C of the optical SSB modulator and RF (radio frequency) electrodes, or bias adjustment electrodes and RF electrodes is there.
  • One that uses only the RF electrode is one in which the RF electrode is connected to a feed circuit (bias circuit) that supplies a mixture of DC and RF signals.
  • the RF electrode a traveling wave electrode that supports high-speed switching can be used.
  • the RF electrode is an electrode that supports input and output of the RF frequency.
  • the FSK modulator can also output by switching the upper side wave component and the lower side wave component by switching the signal voltage of the RF c electrode.
  • An optical F SK signal consists of an upper sideband (US B) signal and a lower sideband (LSB) signal for the carrier wave (f.).
  • the width of frequency modulation by the optical FSK modulator (that is, the frequency of the RF modulation signal from the modulator) is ⁇ / FSK .
  • the center frequency of the carrier wave is f.
  • the center frequency of the US B signal is f. + A / FSK
  • center frequency of LSB signal is f. _ ⁇ f FSK . (3. 2. Light source)
  • the light source (12) is a device that generates light, such as a laser, that is input to the optical FSK modulator.
  • the laser wavelength generated from the laser light source is changed.
  • the frequency is shifted by the optical modulator, so that the output of the laser light source itself can be kept constant.
  • Examples of dispersive media include optical fiber, gas, and air.
  • Single-mode fiber is an example of optical fiber.
  • the length of the optical fiber is 10 km to 20 km.
  • the dispersion of single-mode fiber is approximately 17 ps / nm * km. In other words, light with a wavelength difference of 1 nm causes a time difference of about 17 ps when it travels 1 km.
  • the control means is a means for controlling the delay time. That is, a preferable aspect of the FSK communication system of the present invention is that the “demultiplexer” is used in accordance with the frequency of the modulation signal of the optical FSK modulator, the length of the dispersive medium, and the dispersion of the dispersive medium. Means for adjusting the delay time of two light waves (3) An FSK communication system having means for controlling the length of the delay time adjusted by “3”. In such a system, the control means automatically adjusts the delay time according to the frequency of the modulation signal of the optical FSK modulator, the length of the dispersive medium, and the dispersion of the dispersive medium. Since an instruction is issued, the delay time is automatically adjusted and favorable FSK demodulation is achieved.
  • the delay time should be adjusted according to these equations.
  • the length of the adjustment to the optical path ⁇ 1 and (El) may be a ⁇ 1 I ⁇ t I ⁇ c X 1 0- 12 [m] and. Specifically, since the USB signal reaches the detector early, it is only necessary to lengthen the optical path by ⁇ 1 minutes.
  • This adjustment of the optical path length may be performed based on the above logical expression, or the optical path length may be adjusted by applying a test pulse to the system and detecting the signal, for example.
  • the FSK demodulator of the present invention can be used in fields such as optical information communications as a new demodulator that demodulates the optical FSK signal from the optical FSK modulator.
  • a preferred mode of use of the FSK communication system of the present invention is the above FSK communication system, wherein the distance between the optical FSK modulator and the FSK demodulator, the modulation frequency of the optical FSK signal, Measure dispersion of dispersive medium from light delay time Is the method. That is, there is a predetermined relationship between the distance between the optical FSK modulator and the FSK demodulator, the modulation frequency of the optical FSK signal, the delay time of the light, and the dispersion of the dispersive medium. Therefore, by using this relationship and information other than the dispersion of the dispersive medium, the dispersion of the dispersive medium can be obtained.
  • a preferred mode of use of the FSK communication system of the present invention is that the above FSK communication system is used, the dispersion of the dispersive medium existing between the optical FSK modulator and the FSK demodulator, and the modulation of the optical FSK signal.
  • This is a method for obtaining a distance between the optical FSK modulator and the FSK demodulator from the frequency and the optical delay time based on the optical delay time. That is, there is a predetermined relationship among the distance between the optical FSK modulator and the FSK demodulator, the modulation frequency of the optical FSK signal, the delay time of the light, and the dispersion of the dispersive medium. From the relationship and information other than the distance between the optical FSK modulator and the FSK demodulator, the distance between the optical FSK modulator and the FSK demodulator can be obtained.

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Abstract

本発明は，光情報通信などに用いることができ，光ファイバの分散などによる光ＦＳＫ変調信号の遅延を補償し，ＦＳＫ信号を適切に復調できるＦＳＫ変調器を提供することを目的とする。　上記の課題は，光信号をその波長に応じて分波する手段（２）と，前記分波器により分波される２つの光の遅延時間を調整する手段（３）と，前記分波器により分波された一方の光信号を検出するため手段（４）と，前記分波器により分波された残りの光信号を検出するための手段（５）と，前記第１の光検出器の出力信号と，前記第２の光検出器の出力信号との差分を計算する手段（６）とを具備する周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）復調器（１）により解決される。

Description

明細書
周波数シフトキーイング復調器 技術分野
本発明は， 周波数シフトキ一^ rング復調器， それを用いた周波数シフトキー イング通信システムに関する。 背景技術
光周波数シフトキーイング （光 F SK) は， 光の周波数に変調をかけ， 周波 数の違いを信号として伝える技術である。 F SK信号は， 一般にその振幅には 情報がないので， レベル変動や雑音の影響を受けにくいという特徴がある。 デジタル信号を用いた F S Kシステムは， 既に知られている （例えば， 特開 平 1 1 _ 1 7 746号公報を参照のこと。 ） 。 しかしながら， この技術は， あ くまでデジタル信号の周波数をシフトさせるものに関し，光の周波数をシフト させるものではない。
光信号の周波数をシフトして出力するものに光単側波帯変調器 （光 S S B (Single Slide-Band) 変調器） がある （川西哲也， 井筒雅之， "光 S S B変調 器を用いた光周波数シフタ一"， 信学技報， TECHNICAL REPORT OF IEICE, OCS2002-49, PS2002-33, OFT2002-30 (2002-08) 0 そして， この光 S S B変調器 を用いた光 F S K変調器が知られている （T. Kawanishi and M. Izutsu, Opt ical FSK modulator us ing an integrated 1 ight wave circui t consisting of four optical phase modulator" , CPT 2004 G-2, Tokyo, Japan, 14-16 Jan.2004参照） 。
図 4は，このような光 F S K変調器を含む F S K通信システムの基本構成を 示す図である。 図 4に示されるように， 従来の F SK通信システムは， 光 F S Κ信号を復調する F SK復調器 （101) ， 光 F SK信号を発生する光 F SK変 調器 （111) ， 光 F SK変調器と F SK復調器とを連結する光ファイバ （113) によって構成される。 そして， F SK復調器は， 分波器 （102) で， 光 F SK 信号を （US B信号 · L S B信号） に分け， 光検出器でそれぞれの強度を測定 し， 電気信号に変換し， 減算器（106)でその差分を取っていた。 この際， 光フ アイパ （113) などの分散性媒質では， 分散が生じるので， US B信号と L S B信号とでは， 変調信号の 2倍分周波数が異なるので， US B信号と L S B信 号とが， 光検出器 （104) 及び （105) に到達するまでに時間差 （遅延） が生じ る （すなわち， US B信号の方が光検出器に早く到達する） 。 なお， 図 4中， 112は光源を示す。
図 5は， このような遅延を表すための概念図である。 この遅延のため， 減算 器において， US B信号と L S B信号との強度の差を適切に取れないという問 題がある。 発明の開示
本発明は，光情報通信などに用いることのできる新規 F S K復調器を提供す ることを目的とする。
本発明は， 光情報通信などに用いることができ， 光ファイバの分散などによ る光 F S K変調信号の遅延を補償し， F S K信号を適切に復調できる F S K変 調器を提供することを別の目的とする。
本発明は， 光情報通信などに用いることができ， 高速に情報を発信できる光 F SK通信システムを提供することを別の目的とする。 本発明は， 基本的には， 光 F S K変調器を復調するにあたり， US B信号と L S B信号との間で遅延が生じ， その遅延を解消することで， より適切に F S K信号を復調できるという知見に基づくものである。
[1] 上記課題の少なくともひとつを解決するため，本発明の周波数シフト キ一イング（F SK)復調器は， 光信号をその波長に応じて分波する手段（2) と，前記分波器により分波される 2つの光の遅延時間を調整する手段（3)と， 前記分波器により分波された一方の光信号を検出するため手段 （4) と， 前記 分波器により分波された残りの光信号を検出するための手段 （5) と， 前記第 1の光検出器の出力信号と，前記第 2の光検出器の出力信号との差分を計算す る手段 （6) とを具備する。
すなわち， "分波器により分波される 2つの光の遅延時間を調整する手段 (3) " により， US B信号と L S B信号との遅延時間を調整できるので， 本 発明の F SK復調器は， 適切に光 F SK信号を復調できる。
[2] 本発明の F SK復調器の好ましい態様は， 前記 "光信号をその波長に 応じて分波する手段" における光信号が， 光 F SK信号であり， 前記 "光信号 をその波長に応じて分波する手段"が， 光 F SK信号の上側波帯 （US B) 信 号と， 下側波帯 （L S B) 信号とに分波する手段である。
[3] 本発明の F SK復調器の好ましい態様は， 前記"分波器により分波さ れる 2つの光の遅延時間を調整する手段 （3) " が， 前記 "光信号をその波長 に応じて分波する手段 （2) "によって分波された 2つの光のうち， いずれか または両方の光路長を調整することにより光の遅延時間を調整するものであ る。 すなわち， 遅延時間を調整する方法として， 光の状態で遅延時間を調整す る方法と， 光を電気信号とした後遅延時間を調整する方法があげられる。 これ らのうち， 後者は電気信号回路系を再設定しなければならないので， 容易に調 整できない。 一方， 前者であれば， 例えば複数のミラーを用意し， ミラ一の位 置を調整することで，光路長を変化させることにより容易に遅延時間を調整で きるので好ましい。
[4] 本発明の F S K復調器の好ましい態様は， 前記 "分波器により分波さ れる 2つの光の遅延時間を調整する手段 （3) "が， 調整する遅延時間を変化 させられるものである。 このような F SK復調器では， 光 F SK変調器の変調 信号や， 分散性媒質の種類， 長さなどの変化に応じて， 遅延時間を調整できる ので好ましい。 より具体的な調整方法として， ミラーの位置を変化させること により， 光路長を変化させるものがあげられる。
[5] 本発明の F SK復調器の好ましい態様は， 前記"分波器により分波さ れる 2つの光の遅延時間を調整する手段 （3) " は， 予め定められた時間だけ 遅延時間を調整するものである。 たとえば， 変調周波数を 2種類しか用いない 場合などでは， 遅延時間をアナログ的 （連続的） に調整できる必要はない。 そ こで， ある一定の時間だけ遅延時間を調整できるようにしたものは， このよう な用途に好適に用いることができる。
[6] 上記課題の少なくともひとつを解決するため，本発明の F SK通信シ ステムは， 光 F SK変調器と， 上記に記載の F S K復調器と， 前記光 F SK変 調器と前記光 F SK復調器とを連結する分散性媒質とを含む。
[7] 本発明の F SK通信システムの好ましい態様は，前記光 F S K変調器 として， 第 1のサブマッハツェンダー導波路 （MZA) と， 第 2のサブマッハ ツェンダー導波路 （MZB) と， 前記 MZA及び前記 MZBとを含み， 光の入力 部と， 変調された光の出力部とを具備するメインマッハツェンダー導波路（M Zc) と， 前記 MZAを構成する 2つのアームにラジオ周波数 （RF) 信号を 入力する第 1の RF電極 （RFA電極） と， 前記 MZBを構成する 2つのァー ムに RF信号を入力する第 2の RF電極 （RFB電極） と， 入力される RF信 号の周波数を制御することにより前記出力部から出力される光の周波数を制 御する進行波型電極である第 3の RF電極 （RFC電極） とを具備し， RF信 号に対応した進行波型電極である R Fc電極に入力される変調信号の周波数 を制御することにより出力部から出力される光の周波数を変調する光 F S K 変調器を用いる F S K通信システムである。 このような光 F S K変調器は， 高 速に US B信号と L S B信号とを変化させることができるので，高速に情報を 発信できる光 F S K通信システムを提供することができる。
[8] 本発明の F SK通信システムの好ましい態様は，前記光 F S K変調器 の変調信号の周波数，前記分散性媒質の長さ，前記分散性媒質の分散に応じて， 前記 "分波器により分波される 2つの光の遅延時間を調整する手段 （3) "が 調整する遅延時間の長さを制御する手段を有する F S K通信システムである。 このようなシステムであれば， 前記光 F SK変調器の変調信号の周波数， 前記 分散性媒質の長さ， 前記分散性媒質の分散に応じて制御手段が自動的に， 遅延 時間を調整する指示を出すので， 自動的に遅延時間が調整され， 好ましい F S K復調が達成される。 [9] 本発明の F S K通信システムの好ましい利用態様は，上記の F S Κ通 信システムを用い， 前記光 F SK変調器と前記 F SK復調器との距離と， 前記 光 F SK信号の変調周波数と，前記光の遅延時間とから分散性媒質の分散を測 定する方法である。すなわち， 前記光 F SK変調器と前記 F SK復調器との距 離と， 前記光 F SK信号の変調周波数と， 前記光の遅延時間と， 前記分散性媒 質の分散との間には所定の関係があるので， この関係と， 分散性媒質の分散以 外の情報を用いることで， 分散性媒質の分散を求めることができる。
[1 0] 本発明の F S Κ通信システムの好ましい利用態様は，上記の F S Κ 通信システムを用い，前記光 F S Κ変調器と前記 F S Κ復調器と間に存在する 分散性媒質の分散と， 前記光 F SK信号の変調周波数と， 前記光の遅延時間と から前記光の遅延時間とからた前記光 F S Κ変調器と前記 F SK復調器との 距離を求める方法である。すなわち， 前記光 F SK変調器と前記 F SK復調器 との距離と， 前記光 F SK信号の変調周波数と， 前記光の遅延時間と， 前記分 散性媒質の分散との間には所定の関係があるので， この関係と， 前記光 F SK 変調器と前記 F S Κ復調器との距離以外の情報から，前記光 F S Κ変調器と前 記 F S Κ復調器との距離を求めることができる。 本発明の F SK復調器は， 従来ない構成の F SK復調器なので， 本発明によ れば光情報通信などに用いることのできる新規 F S Κ復調器を提供すること ができる。
本発明によれば， "分波器により分波される 2つの光の遅延時間を調整する 手段" が， US Β信号と， L S B信号との遅延時間を調整するので， 光フアイ バの分散などによる光 F SK変調信号の遅延を補償し， F SK信号を適切に復 調できる F S K変調器を提供することができる。
本発明によれば， 特殊な光 F SK変調器を用いるので， 光情報通信などに用 いることができ，高速に情報を発信できる光 F S K通信システムを提供するこ とができる。 図面の簡単な説明
図 1は， 本発明の F SK復調器の基本構成を示す図である。
図 2は， 光 S S B変調器の基本構成を表す概略図である。
図 3は，実施例 1における Q—ファクターとオフセットとの関係を表すダラ フである。
図 4は，光 F S K変調器を含む F S K通信システムの基本構成を示す図であ る。
図 5は， 遅延を表すための概念図である。 発明を実施するための最良の形態
( 1. F SK復調器）
図 1は， 本発明の F S K復調器の基本構成を示す図である。 図 1に示される ように， 本発明の F SK復調器 （1) は， 前記送信機から送信された光信号を その波長に応じて分波する手段 （2) と， 前記分波器により分波される 2つの 光の遅延時間を調整する手段 （3) と， 前記分波器により分波された一方の光 信号を検出するため手段 （4) と， 前記分波器により分波された残りの光信号 を検出するための手段 （5) と， 前記第 1の光検出器の出力信号と， 前記第 2 の光検出器の出力信号との差分を計算する手段 （6) とを具備する。
(1. 1. 分波器）
"送信機から送信された光信号をその波長に応じて分波する手段" として， 分波器があげられる （以下では， この手段を 「分波器」 ともいう。 ） 。 分波器 (2) として， インターリーバなど公知の分波器を採用できる。 分波器が分波 する光は， 光 F SK信号であるから， 光 F SK信号の上側波帯 （US B) 信号 と， 下側波帯 （L S B) 信号とに分波するものを用いる。 インタ一リーバは， 入射した波長多重光信号を波長間隔が 2倍の二組の信号系列に分波でき，逆に， 二組の波長多重信号を波長間隔が半分の一つの信号系列に合波するといぅ特 2005/013534
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徴をもつデバイスである。 インターリーバによれば， シャープな信号の通過波 長帯域を得ることができるので， 隣接チヤンネル間の信号を確実に分離でき， 別の波長が混ざり， 通信品質が劣化すること防止できる。インタ一リーバとし ては， 複数のファイバ力ブラを含むファイバ型インタ一リーバ， 多層膜とプリ ズムとを含む多層膜型インターリーバ，複屈折プレートと偏波分離素子とを含 む複屈折板型ィンタ一リーバ，導波路を用いた導波路型ィン夕ーリーバがあげ られる。 より具体的には， ォプトプレクス （Optoplex) 社製のノバ一インタ一 リーバ（Nova- Interleavers) ,ネクスフオン（Nexf on)社製 OC-192,及び 0C- 768 などのィンタ一リーバがあげられる。
(1. 2. 遅延調整装置）
"分波器により分波される 2つの光の遅延時間を調整する手段" として， 公 知の遅延調整装置があげられる （以下では， この手段を 「遅延調整装置」 とも いう。 ） 。 このような遅延調整装置として， 複数枚のミラ一からなり， 光路長 さを調整できる遅延調整装置があげられる。 この遅延調整装置の遅延時間 （し たがって， ミラーの位置） は， 適宜自動的に調整可能となっていても良いし， 固定されているものであっても良い。
( 1. 3. 光検出器）
"分波器により分波された一方の光信号（λ , )を検出するため手段（4) "， 及び "分波器により分波された残りの光信号 （λ 2) を検出するための手段 (5) " として， 公知の光検出器があげられる （以下では， この手段を 「光検 出器」 ともいう。 ） 。 光検出器は， 例えば， 光信号を検出し， 電気信号に変換 する。 光検出器によって， 光信号の強度などが検出できる。 この光検出器とし ては，例えばフォトダイォードを含むデバイスを採用できる。なお，光信号（λ ！) 及び光信号 （λ 2) は， US Β信号と L S B信号であり， 搬送波に比べ， 変調周波数だけ周波数が上方又は下方にシフトした光信号である。 4
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( 1. 4. 減算器）
"第 1の光検出器の出力信号と， 前記第 2の光検出器の出力信号との差分を 計算する手段 （6) " として， 公知の減算器があげられる （以下では， この手 段を 「減算器」 ともいう。 ） 。 減算器として， 第 1の光検出器の出力信号と， 第 2の光検出器の出力信号との差分を計算する計算回路などを含むデバイス があげられる。
(1. 5. その他）
本発明の F SK復調器は，復調器に用いられる上記以外の公知の構成を含ん でいてもよい。 特に図示しないが， 分波器 （2) の後の光路に， 分散補償器が 設けられものが好ましい。 このような分散補償器があれば， 光ファイバなどで 分散した光を補償できるからである。
特に図示 ないが， 分波器 （2) の後に， 光増幅器が設けられものが好まし い。ィンターリーバなどの分波器から出力された光信号は， その振幅が小さく なる場合がある。 したがって， 光増幅器により振幅を回復することで， 長距離 の通信にも耐えられこととなる。 このような光増幅器は， 好ましくは US B信 号， L S B信号のそれぞれに対して設けられる。
(2. F SK復調器の動作）
以下では， F SK復調器の動作について説明する。 F SK復調器 （ 1) が， 光 F SK信号を受信する。 すると， 分波器 （2) が， 送信機から送信された光 信号をその波長に応じて分波し， US B光 と L S B光 （λ 2) とに分 波する。 遅延調整装置 （3) は， 例えば， 遅延時間に応じて光路長さを調整す ることにより， US B光 （λ ^ と L S B光 （λ 2) との遅延時間を解消する。 第 1の光検出器 （4) は， 分波器により分波された一方の光信号を検出し， 電 気信号に変換する。 第 2の光検出器 （5) は， 前記分波器により分波された残 りの光信号を検出し， 電気信号に変換する。 減算器 （6) は， 前記第 1の光検 出器の出力信号と， 前記第 2の光検出器の出力信号との差分を計算する。そし て，減算器が求めた信号は，図示しないモニターなどに出力されることとなる。 このようにすれば，光分散による光遅延の問題を解消した F S K信号の復調が 可能となる。 ( 3. 光 F S K通信システム）
以下では，上記の F SK復調器を用いた光 F SK通信システムについて説明 する。 図 1に示されるように， 本発明の光 F SK通信システムは， 光 F SK変 調器 （ 1 1) と， 光源 （1 2 ) と， F SK復調器 （ 1) と， 光 F SK変調器及 び F SK復調器を連結する分散性媒質（1 3)と， 制御手段 （ 1 4) とを含む。 このうち， F SK変調器は， 先に説明したものを用いることができる。
(3. 1. 光 F SK変調器）
光 F SK変調器として， 波長可変レーザ光源に供給する電流を変化させ， レ —ザの発振波長そのものを変化させるものがあげられる。その他， 光源の周波 数を変化させずに， 光 S S B変調器を改良して， 光 F S K信号を得るものがあ げられる。後者のような光 F S K変調器を用いれば， F S K信号の周期を短く できるので， 高速に情報を載せることができるので好ましい。 以下， まず光 S S B変調器を説明した後，このような光 S S B変調器を改良した光 F SK変調 器について説明する。
(3. 1. 1. 光 S S B変調器）
図 2に， 光 S S B変調器の基本構成を表す概略図を示す。 図 2 (a) に示さ れるように， 光 S S B変調器（41)は， 第 1のサブマッハツェンダー導波路 （M ZA) (42)と， 第 2のサブマッハツェンダー導波路 （MZB) (43)と， メイン マッハツェンダー導波路 （MZC) (44)と， 第 1のバイアス調整電極 （D CA 電極） （45)と， 第 2のバイアス調整電極 （DCB電極） （46)と， 第 1の変調電 極 （RFA電極） （47)と， 第 2の変調電極 （RFB電極） （48)と， 第 3のバイ ァス調整電極 （DCe電極） （49)とを具備する。 ここで， メインマッハツェンダー導波路 （MZC) (44)は， MZA及び MZB をその両アームとして含む具備するマッハツェンダー導波路である。
第 1のバイアス調整電極 （DCA電極） （45)は， MZAを構成する 2つのァ ーム （Pathl 及び Path3) 間のバイアス電圧を制御することにより， MZAの 2つのアームを伝播する光の位相を制御するための電極である。一方， 第 2の バイアス調整電極（DCB電極） （46)は， MZBを構成する 2つのアーム（Path2 及び Path4) 間のバイアス電圧を制御することにより， MZBの 2つのアーム を伝播する光の位相を制御するための電極である。 DCA電極， 及び DCB電 極は， 好ましくは通常直流または低周波用電極である。 ここで低周波用電極に おける 「低周波」 とは， 例えば， 0 H z〜500 MH zの周波数を意味する。 第 1の変調電極 （RFA電極） （47)は， MZAを構成する 2つのアームにラ ジォ周波数 （RF) 信号を入力するための電極である。 一方， 第 2の変調電極 (RFB電極） （48)は， MZ Bを構成する 2つのアームに R F信号を入力する ための電極である。 RFA電極， 及び RFB電極としては， 進行波型電極また は共振型電極が挙げられ， 好ましくは共振型電極である。
RFA電極，及び RFB電極は，好ましくは高周波電気信号源と接続される。 高周波電気信号源は， RFA電極及び RFB電極へ伝達される信号を制御する ためのデバイスであり， 公知の高周波電気信号源を採用できる。 RFA電極， 及び RFB電極に入力される高周波信号の周波数（ fm,又は f FSK) としては， 例えば 1 GH z〜100 GHzが挙げられる。 高周波電気信号源の出力としては, 一定の周波数を有する正弦波が挙げられる。
RFA電極， 及び RFB電極は， たとえば金， 白金などによって構成される。 RFA電極， 及び RFB電極の幅としては， 1 ^m〜10 imが挙げられ， 具体 的には 5 zmが挙げられる。 RFA電極， 及び RFB電極の長さとしては， 変 調信号の波長の（4)の 0.1倍〜 0.9倍が挙げられ， 0.18〜0.22倍， 又は 0.67 倍〜 0.70倍が挙げられ， より好ましくは， 変調信号の共振点より 20〜25%短い ものである。 このような長さとすることで， スタブ電極との合成インピーダン スが適度な領域に留まるからである。 より具体的な RFA電極， 及び RFB電 極の長さとしては， が挙げられる。 以下では， 共振型電極と， 進行波 型電極について説明する。
共振型光電極 （共振型光変調器） は， 変調信号の共振を用いて変調を行う電 極である。 共振型電極としては公知のものを採用でき， 例えば特開 2002-268025 号公報， 「川西哲也， 及川哲， 井筒雅之， "平面構造共振型光変 調器"， 信学技報， TECHNICAL REPORT OF IEICE, IQE2001-3 (2001-05) J に記載 のものを採用できる。
進行波型電極 （進行波型光変調器） は， 光波と電気信号を同方向に導波させ 導波している間に光を変調する電極 （変調器） である （例えば， 西原浩， 春名 正光，栖原敏明著， 「光集積回路」 （改訂増補版）オーム社， 119頁〜 120頁）。 進行波型電極は公知のものを採用でき， 例えば， 特開平 11一 295674号公報， 特開平 11一 295674号公報， 特開 2002— 169133号公報， 特開 2002- 40381号公 報， 特開 2000-267056号公報， 特開 2000-471159 号公報， 特開平 10-133159 号公報などに開示されたものを用いることができる。
進行波型電極として， 好ましくは， いわゆる対称型の接地電極配置 （進行波 型の信号電極の両側に， 少なくとも一対の接地電極が設けられているもの） を 採用するものである。 このように， 信号電極を挟んで接地電極を対称に配置す ることによって， 信号電極から出力される高周波は， 信号電極の左右に配置さ れた接地電極に印加されやすくなるので， 高周波の基板側への放射を， 抑圧で さる。
第 3のバイアス調整電極 （DCC電極） （49)は， MZA及ぴMZBのバィァス 電圧を制御することにより MZA及び MZ Bを伝播する光の位相を制御するた めの電極である。 第 3のバイアス調整電極 （DCC電極） は， 通常直流または 低周波用電極である。
なお， 先に説明した光 S S B変調器において， RF電極が， RF信号用の電 極と， D C信号用の電極とを兼ねたものでもよい。 すなわち， RFA電極及び RFB電極のいずれか又は両方は， D C信号と RF信号とを混合して供給する 給電回路 （バイアス回路） と連結されている。 この態様の光 S S B変調器は， RF電極が給電回路 （バイアス回路） と連結されているので， RF電極に RF 信号（ラジオ周波数信号） と DC信号（直流信号：バイアス電圧に関する信号） を入力でき， 先に説明した光 S S B変調器と同様に機能できる。 (3. 1. 2. 光 S S B変調器の動作）
光 S S B変調器の動作は， たとえば， 「川西哲也， 井筒雅之， "光 S S B変 調器を用いた光周波数シフタ一"， 信学技報， TECHNICAL REPORT OF IEICE, OCS2002-49, PS2002-33, OFT2002-30 (2002-08) J ， 「日隅ら， Xカツトリチウ ムニオブ光 S S B変調器， エレクトロンレター， vol. 37, 515-516 (2001). 」 などに詳しく報告されている。 すなわち， 光 S S B変調器によれば， 所定量周 波数がプラスにシフトした上側波帯信号 （US B) ， 及び下側波帯信号 （L S B) を得ることができる。
(3. 1. 3. 光 F SK変調器）
光 F SK変調器は， 符号切り替えを高速で実現するために， 光 S S B変調器 の DCC に相当する電極を RF (ラジオ周波数） 電極， 又はバイアス調整電 極と R F電極とに置き換えたものである。 R F電極のみを用いるものとしては, RF電極が D C信号と R F信号とを混合して供給する給電回路 （バイアス回 路） と連結されているものが挙げられる。 RF電極として， 好ましくは， 高速 スイッチングに対応した進行波型電極を用いることができる。 ここで， RF電 極とは， R F周波数の入出力に対応した電極である。 F S K変調器においても， R F c電極の信号電圧を切り替えることで， 上側波成分と下側波成分とを切り 替えて出力できる。
光 F SK信号は， 搬送波 （ f 。） についての上側波帯 （US B) 信号と下側 波帯 （L S B) 信号とからなる。 本明細書では， 光 F SK変調器による振動数 変調の幅（すなわち， 変調器からの RF変調信号の周波数） を Δ / FSKとする。 搬送波の中心周波数を f 。とすると， US B信号の中心周波数は， f 。 + A /FSK であり， L S B信号の中心周波数は， f 。_Δ f FSKである。 (3. 2. 光源）
光源 （1 2) は， 光 F SK変調器に入力するレーザなどの光を発生するため のデバイスである。従来の光 F S Kシステムでは， レーザ光源から発生するレ —ザ自体の波長を変化させていた。 しかしながら， 本発明の光 F SK通信シス テムでは， 光変調器により周波数をシフトさせるので， レーザ光源自体の出力 を一定に保つことができる。
(3. 3. 分散性媒質）
分散性媒質として， 光ファイバ， ガス， 及び空気があげられる。 光ファイバ として， シングルモ一ドファイバがあげられる。 光ファイバの長さとして， 1 0 km〜 2 0 0 kmがあげられる。 なお， シングルモードファイバの分散は， 約 1 7 p s /nm * kmである。 すなわち， 波長が 1 nm異なれる光は， 1 k m進むと約 1 7 p sの時間差を生ずるのである。
(3. 4. 制御手段）
制御手段は， 遅延時間などを制御するための手段である。 すなわち， 本発明 の F S K通信システムの好ましい態様は，前記光 F S K変調器の変調信号の周 波数， 前記分散性媒質の長さ， 前記分散性媒質の分散に応じて， 前記 "分波器 により分波される 2つの光の遅延時間を調整する手段 （3) "が調整する遅延 時間の長さを制御する手段を有する F SK通信システムである。このようなシ ステムであれば， 前記光 F S K変調器の変調信号の周波数， 前記分散性媒質の 長さ， 前記分散性媒質の分散に応じて制御手段が自動的に， 遅延時間を調整す る指示を出すので， 自動的に遅延時間が調整され， 好ましい F SK復調が達成 される。
なお， ファイバなど分散性媒質の分散を A[ps/nm/km]， 分散性媒質の長さを L [km] , US B信号及び L S B信号の波長の差を Δλ, US Β信号及び L S B 信号の遅延を Δ tとすると以下の関係式 （ 1) が成り立つ。 I Δ t I = Δ λ · L · A [ps] . . . ( 1 )
また高速を c [m/s]とすると， A = cZ f [m]の関係があるので， 変調周波 数を fmとすると以下の関係が成り立つ。
Δ λ = [ο/ ( f 0 - f m) ]一 [cZ ( f o + f m) ]= 2 c f m/ ( f o 2 - f m 2) = 2 c f m/ f
すなわち， これらの式に従って， 遅延時間を調整すればよい。 調整する光路 の長さを△ 1 (エル） とすれば， Δ 1 を I Δ t I · c X 1 0— 12 [m]とすれば よい。 具体的には， US B信号が早く検出器に到達するので， Δ 1分だけ， 光 路を長くすれば良い。 なお， この光路長の調整は， 上記の論理式に基づいて行 つても良いし， 例えばテストパルスを系に印加し， 信号を検出することにより 光路長を調整しても良い。 実施例 1
光ファイバとして， 40 111の3?^?を用ぃ， US B信号， L S B信号にそ れぞれ符号が逆の光路長さ変調を与えた場合の Qーファクタ一（アイダイヤグ ラムの開口度の程度を示す量） と遅延のオフセット関係を求めた。 この計算に おける諸条件は， 以下のとおりとした。 ビットレ一ト ： l O Gb p s , EDF Aで 1 0 d Bmに増幅，アツテネータ 3 0 d B, F SK変調器誘導位相量 52. 5度， 及び F SK変調周波数 1 2. 5 GHzであった。 この結果を， 図 4に示 す。 図 4から， オフセットが 0 %では Q—ファクターが 8程度であり， オフセ ットがずれるに従い， Q—ファクタ一も減少することがわかる。 産業上の利用可能性
本発明の F S K復調器は，光 F S K変調器からの光 F S K信号を復調する新 規な復調器として， 光情報通信などの分野で利用され得る。
本発明の F SK通信システムの好ましい利用態様は，上記の F SK通信シス テムを用い， 前記光 F SK変調器と前記 F SK復調器との距離と， 前記光 F S K信号の変調周波数と，前記光の遅延時間とから分散性媒質の分散を測定する 方法である。 すなわち， 前記光 F S K変調器と前記 F S K復調器との距離と， 前記光 F S K信号の変調周波数と， 前記光の遅延時間と， 前記分散性媒質の分 散との間には所定の関係があるので， この関係と， 分散性媒質の分散以外の情 報を用いることで， 分散性媒質の分散を求めることができる。
本発明の F S K通信システムの好ましい利用態様は，上記の F S K通信シス テムを用い，前記光 F S K変調器と前記 F S K復調器と間に存在する分散性媒 質の分散と， 前記光 F S K信号の変調周波数と， 前記光の遅延時間とから前記 光の遅延時間とからた前記光 F S K変調器と前記 F S K復調器との距離を求 める方法である。すなわち， 前記光 F S K変調器と前記 F S K復調器との距離 と， 前記光 F S K信号の変調周波数と， 前記光の遅延時間と， 前記分散性媒質 の分散との間には所定の関係があるので， この関係と， 前記光 F S K変調器と 前記 F S K復調器との距離以外の情報から，前記光 F S K変調器と前記 F S K 復調器との距離を求めることができる。

Claims

請求の範囲
1. 光信号をその波長に応じて分波する手段 （2) と，
前記分波器により分波される 2つの光の遅延時間を調整する手段 （3) と， 前記分波器により分波された一方の光信号を検出するため手段 （4) と， 前記分波器により分波された残りの光信号を検出するための手段 （ 5) と， 前記第 1の光検出器の出力信号と，前記第 2の光検出器の出力信号との差分 を計算する手段 （6) とを具備する周波数シフトキーイング （F SK) 復調器
( 1)
2. 前記 "光信号をその波長に応じて分波する手段" における光信号が， 光 F S K信号であり，
前記 "光信号をその波長に応じて分波する手段"が， 光 F SK信号の上側波 帯 （US B) 信号と， 下側波帯 （L S B) 信号とに分波する手段である請求の 範囲 1に記載の F S K復調器。
3. 前記"分波器により分波される 2つの光の遅延時間を調整する手段（3) " が， 前記 "光信号をその波長に応じて分波する手段 （2) " によって分波され た 2つの光のうち，いずれかまたは両方の光路長を調整することにより光の遅 延時間を調整するものである， 請求の範囲 1に記載の F SK復調器。
4. 前記 "分波器により分波される 2つの光の遅延時間を調整する手段（3) " が， 調整する遅延時間を変化させられる請求の範囲 1に記載の F S K復調器。
5. 前記 "分波器により分波される 2つの光の遅延時間を調整する手段（3) " は，予め定められた時間だけ遅延時間を調整する請求の範囲 1に記載の F SK 復調器。
6. 光 F SK変調器と，
請求の範囲 1に記載の F SK復調器と，
前記光 F SK変調器と前記光 F S K復調器とを連結する分散性媒質と， を含む F S K通信システム。
7. 前記光 F SK変調器として，
第 1のサブマッハツェンダー導波路 （MZA) と， 第 2のサブマッハツエン ダー導波路 （MZB) と，
前記 MZA及び前記 MZBとを含み， 光の入力部と， 変調された光の出力部 とを具備するメインマッハツェンダー導波路 （MZC) と，
前記 MZAを構成する 2つのアームにラジオ周波数 （RF) 信号を入力する 第 1の RF電極 （RFA電極） と，
前記 MZ Bを構成する 2つのアームに R F信号を入力する第 2の RF電極 (RFB電極） と，
入力される R F信号の周波数を制御することにより前記出力部から出力さ れる光の周波数を制御する進行波型電極である第 3の RF電極 （RFC電極） とを具備し，
RF信号に対応した進行波型電極である R Fc電極に入力される変調信号 の周波数を制御することにより出力部から出力される光の周波数を変調する 光 F S K変調器を用いる
請求の範囲 6に記載の F S K通信システム。
8. 前記光 F S K変調器の変調信号の周波数， 前記分散性媒質の長さ， 前記分 散性媒質の分散に応じて， 前記 "分波器により分波される 2つの光の遅延時間 を調整する手段 （3) "が調整する遅延時間の長さを制御する手段を有する請 求の範囲 6に記載の F S K通信システム。
9. 請求の範囲 6に記載の F SK通信システムを用い，
前記光 F S K変調器と前記 F S K復調器との距離と，
前記光 F SK信号の変調周波数と，
前記光の遅延時間とから分散性媒質の分散を測定する方法。
1 0. 請求の範囲 6に記載の F S K通信システムを用い
前記光 F S K変調器と前記 F S K復調器と間に存在する分散性媒質の分散 と，
前記光 F SK信号の変調周波数と，
前記光の遅延時間とから
前記光の遅延時間とからた前記光 F SK変調器と前記 F SK復調器との距 離を求める方法。
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