JPH11275031A - 光伝送装置 - Google Patents
光伝送装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
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Abstract
(57)【要約】
【課題】伝送路の波長分散特性や非線形効果の影響を抑
圧するために、送信信号光の立ち上がり時間及び立ち下
がり時間を変えることで各種の光通信システムに柔軟に
対応できる光伝送装置を提供する。 【解決手段】送信部1にtr tf 調整回路13を設け、
変調信号発生器12で発生した変調信号の立ち上がり時
間(tr )及び立ち下がり時間(tf )を調整可能にし
て受信特性等に応じて最適化する。この変調信号を光変
調器14に印加して光源11から出力される光を変調す
ることで、最適化されたtr 、tf をもつ信号光が、送
信部1から伝送系2を介して受信部3に送信される。t
r 、t f を変えた信号光を送信することにより、伝送路
の波長分散特性や非線形効果の影響が相殺され、伝送後
の信号光の波形劣化が低減されるようになる。
圧するために、送信信号光の立ち上がり時間及び立ち下
がり時間を変えることで各種の光通信システムに柔軟に
対応できる光伝送装置を提供する。 【解決手段】送信部1にtr tf 調整回路13を設け、
変調信号発生器12で発生した変調信号の立ち上がり時
間(tr )及び立ち下がり時間(tf )を調整可能にし
て受信特性等に応じて最適化する。この変調信号を光変
調器14に印加して光源11から出力される光を変調す
ることで、最適化されたtr 、tf をもつ信号光が、送
信部1から伝送系2を介して受信部3に送信される。t
r 、t f を変えた信号光を送信することにより、伝送路
の波長分散特性や非線形効果の影響が相殺され、伝送後
の信号光の波形劣化が低減されるようになる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、伝送路の波長分散
特性や非線形効果の影響を抑圧する光伝送装置に関し、
特に、送信する信号光の立ち上がり時間や立ち下がり時
間を調整することによって伝送後の信号光の波形劣化を
低減する光伝送装置に関する。
特性や非線形効果の影響を抑圧する光伝送装置に関し、
特に、送信する信号光の立ち上がり時間や立ち下がり時
間を調整することによって伝送後の信号光の波形劣化を
低減する光伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、マルチメディアネットワークの構
築のために、さらなる超長距離・大容量の光通信システ
ムが要求されている。大容量化を実現する方式として、
例えば、電気領域での時分割(Time-Division Multiple
xing;TDM)方式や、光領域での時分割多重(Optical Ti
me-Division Multiplexing;OTDM )方式、波長多重(Wa
velength-Division Multiplexing;WDM)方式等の研究が
行なわれている。また、超長距離の伝送を実現するため
の技術として、伝送路の損失を補償する光ファイバ増幅
器が各種開発され、これらはすでに実用化段階にある。
築のために、さらなる超長距離・大容量の光通信システ
ムが要求されている。大容量化を実現する方式として、
例えば、電気領域での時分割(Time-Division Multiple
xing;TDM)方式や、光領域での時分割多重(Optical Ti
me-Division Multiplexing;OTDM )方式、波長多重(Wa
velength-Division Multiplexing;WDM)方式等の研究が
行なわれている。また、超長距離の伝送を実現するため
の技術として、伝送路の損失を補償する光ファイバ増幅
器が各種開発され、これらはすでに実用化段階にある。
【0003】上記の技術を用いた超長距離・大容量の光
通信システムにおいて高速の伝送を行なう場合、信号光
の変調によるスペクトルの広がりや光ファイバの非線形
効果による位相チャープ等が、伝送路の波長分散特性と
相互作用することで伝送信号の波形を歪ませて伝送特性
を劣化させる。この伝送路の波長分散特性による影響は
伝送速度及び伝送距離を制限する。したがって、伝送路
の波長分散特性による影響を抑圧することは、超長距離
・大容量の光通信システムを実現する上で重要になる。
通信システムにおいて高速の伝送を行なう場合、信号光
の変調によるスペクトルの広がりや光ファイバの非線形
効果による位相チャープ等が、伝送路の波長分散特性と
相互作用することで伝送信号の波形を歪ませて伝送特性
を劣化させる。この伝送路の波長分散特性による影響は
伝送速度及び伝送距離を制限する。したがって、伝送路
の波長分散特性による影響を抑圧することは、超長距離
・大容量の光通信システムを実現する上で重要になる。
【0004】波長分散の影響を抑圧する従来の技術とし
ては、例えば、特開平2−30233号公報、特開平8
−237222号公報、特開平9−116493号公報
及び特開平5−183511号公報等が知られている。
これらの従来技術においては、伝送路における分散と逆
符号の分散を発生する分散補償器をシステム内に設けて
伝送路の波長分散特性を相殺する方法や、送信部におい
て信号光に予めプリチャープをかける方法、上記分散補
償器とプリチャープとの組合せで波長分散の影響を抑圧
する方法などが提案されている。なお、プリチャープと
は、ベースバンド信号に対して、光強度変調を行なう以
外に、波長分散による波形の広がりを抑圧するための光
位相変調または光周波数変調を意図的に施すことを意味
する。
ては、例えば、特開平2−30233号公報、特開平8
−237222号公報、特開平9−116493号公報
及び特開平5−183511号公報等が知られている。
これらの従来技術においては、伝送路における分散と逆
符号の分散を発生する分散補償器をシステム内に設けて
伝送路の波長分散特性を相殺する方法や、送信部におい
て信号光に予めプリチャープをかける方法、上記分散補
償器とプリチャープとの組合せで波長分散の影響を抑圧
する方法などが提案されている。なお、プリチャープと
は、ベースバンド信号に対して、光強度変調を行なう以
外に、波長分散による波形の広がりを抑圧するための光
位相変調または光周波数変調を意図的に施すことを意味
する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の技術では、分散補償量やプリチャープ量は、
伝送方式、伝送速度、伝送路の種類や距離等の様々なパ
ラメータにより異なってくるため、各々の光通信システ
ムに対してそれぞれ最適化する必要がある。各システム
おいて最適化された分散補償量やプリチャープ量は、そ
のシステムの導入時の値で固定されるため、これらの値
を大きく変化させたり微調整することは困難である。
うな従来の技術では、分散補償量やプリチャープ量は、
伝送方式、伝送速度、伝送路の種類や距離等の様々なパ
ラメータにより異なってくるため、各々の光通信システ
ムに対してそれぞれ最適化する必要がある。各システム
おいて最適化された分散補償量やプリチャープ量は、そ
のシステムの導入時の値で固定されるため、これらの値
を大きく変化させたり微調整することは困難である。
【0006】また、プリチャープを行なう送信部は、プ
リチャープ量が違った異なる種類のシステム間では共用
化が難しい。例えば、伝送速度が10Gb/sの光通信システ
ムの送信部を伝送速度が2.5Gb/s の光通信システム等で
共用しようとしても、多くの場合、適切なプリチャープ
量が異なるため共用化することが不可能である。このよ
うに、たとえ装置構成が類似する光通信システムであっ
ても、それぞれのシステムに対応した装置を開発しなけ
ればならないため、開発品種が増大し高コストになると
ういう問題が生じる。
リチャープ量が違った異なる種類のシステム間では共用
化が難しい。例えば、伝送速度が10Gb/sの光通信システ
ムの送信部を伝送速度が2.5Gb/s の光通信システム等で
共用しようとしても、多くの場合、適切なプリチャープ
量が異なるため共用化することが不可能である。このよ
うに、たとえ装置構成が類似する光通信システムであっ
ても、それぞれのシステムに対応した装置を開発しなけ
ればならないため、開発品種が増大し高コストになると
ういう問題が生じる。
【0007】さらに、複数の波長の信号光を合波して伝
送させる波長多重(WDM)伝送方式では、伝送路の分
散スロープ等の影響によって、チャネル間(各波長の信
号光間)に伝送品質のバラツキが生じる。このバラツキ
を避けるためには、例えば、分散スロープの補償が可能
な分散補償器を用いたり、各波長に対して分散補償量や
プリチャープ量を個別に最適化する等の必要がある。し
かし、このような分散補償器は高価であり、また、各波
長毎に最適化を行なうと部品点数が増大するため、光通
信システムのコストが高くなるという問題がある。
送させる波長多重(WDM)伝送方式では、伝送路の分
散スロープ等の影響によって、チャネル間(各波長の信
号光間)に伝送品質のバラツキが生じる。このバラツキ
を避けるためには、例えば、分散スロープの補償が可能
な分散補償器を用いたり、各波長に対して分散補償量や
プリチャープ量を個別に最適化する等の必要がある。し
かし、このような分散補償器は高価であり、また、各波
長毎に最適化を行なうと部品点数が増大するため、光通
信システムのコストが高くなるという問題がある。
【0008】本発明は上記問題点に着目してなされたも
ので、伝送路の波長分散特性や非線形効果の影響を抑圧
するために、送信信号光の立ち上がり時間及び立ち下が
り時間を変えることで各種の光通信システムに柔軟に対
応できる光伝送装置を提供することを目的とする。
ので、伝送路の波長分散特性や非線形効果の影響を抑圧
するために、送信信号光の立ち上がり時間及び立ち下が
り時間を変えることで各種の光通信システムに柔軟に対
応できる光伝送装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】このため本発明の光伝送
装置は、送信信号に従って変調された信号光を伝送路に
送信する光送信手段を備えて構成された光伝送装置にお
いて、前記光送信手段が、立ち上がり時間及び立ち下が
り時間の少なくとも一方を変えた前記信号光を伝送路に
送信するようにしたものである。
装置は、送信信号に従って変調された信号光を伝送路に
送信する光送信手段を備えて構成された光伝送装置にお
いて、前記光送信手段が、立ち上がり時間及び立ち下が
り時間の少なくとも一方を変えた前記信号光を伝送路に
送信するようにしたものである。
【0010】かかる構成によれば、送信信号に従って変
調され、その立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少な
くとも一方が変えられた信号光が、光送信手段から伝送
路に送信されるようになる。送信信号光の立ち上がり時
間または立ち下がり時間、あるいはその両方を変えるこ
とによって、伝送路の波長分散特性や非線形効果の影響
が相殺されるような波形の信号光を送信できるため、伝
送後の信号光の波形劣化が低減されるようになる。
調され、その立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少な
くとも一方が変えられた信号光が、光送信手段から伝送
路に送信されるようになる。送信信号光の立ち上がり時
間または立ち下がり時間、あるいはその両方を変えるこ
とによって、伝送路の波長分散特性や非線形効果の影響
が相殺されるような波形の信号光を送信できるため、伝
送後の信号光の波形劣化が低減されるようになる。
【0011】前記光送信手段の1つの態様としては、前
記信号光の立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少なく
とも一方を調整可能な波形調整部を含むようにしてもよ
い。これによれば、波形調整部において、信号光の立ち
上がり時間及び立ち下がり時間の少なくとも一方が調整
された後に、光送信手段から伝送路に送信されるように
なる。
記信号光の立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少なく
とも一方を調整可能な波形調整部を含むようにしてもよ
い。これによれば、波形調整部において、信号光の立ち
上がり時間及び立ち下がり時間の少なくとも一方が調整
された後に、光送信手段から伝送路に送信されるように
なる。
【0012】さらに、前記波形調整部の具体的な構成と
して、前記光送信手段に伝送路を介して接続される光受
信手段の受信特性に応じて、前記信号光の立ち上がり時
間及び立ち下がり時間の少なくとも一方を調整するよう
にしてもよい。このようにすることで、立ち上がり時間
または立ち下がり時間が光受信手段の受信特性に合わせ
て最適化された信号光が、光送信手段から伝送路に送信
されるようになる。
して、前記光送信手段に伝送路を介して接続される光受
信手段の受信特性に応じて、前記信号光の立ち上がり時
間及び立ち下がり時間の少なくとも一方を調整するよう
にしてもよい。このようにすることで、立ち上がり時間
または立ち下がり時間が光受信手段の受信特性に合わせ
て最適化された信号光が、光送信手段から伝送路に送信
されるようになる。
【0013】前記光送信手段の他の態様としては、伝送
速度の異なる光伝送装置に用いられる他の光送信手段を
共用することもできる。これにより、伝送速度の異なる
光伝送装置間で、共通の光送信手段を使用することがで
きるようになる。また、上記光伝送装置について、前記
光送信手段が、前記信号光に対して光位相変調及び光周
波数変調のいずれかを行なう信号光変調部を含むように
してもよい。これにより、光送信手段から伝送路に送信
される信号光にプリチャープが行われるようになり、伝
送後の信号光の波形劣化がより低減されるようになる。
速度の異なる光伝送装置に用いられる他の光送信手段を
共用することもできる。これにより、伝送速度の異なる
光伝送装置間で、共通の光送信手段を使用することがで
きるようになる。また、上記光伝送装置について、前記
光送信手段が、前記信号光に対して光位相変調及び光周
波数変調のいずれかを行なう信号光変調部を含むように
してもよい。これにより、光送信手段から伝送路に送信
される信号光にプリチャープが行われるようになり、伝
送後の信号光の波形劣化がより低減されるようになる。
【0014】さらに、上記光伝送装置は、前記伝送路の
波長分散特性を補償する分散補償手段を備えて構成され
てもよい。この構成によれば、光送信手段から送信され
る信号光が分散補償手段を通ることにより、伝送路にお
ける波長分散が補償され、伝送後の信号光の波形劣化が
一層低減されるようになる。また、複数の波長の信号光
が合波された波長多重信号光を伝送する光伝送装置であ
って、前記各波長に対応して設けられ複数の前記光送信
手段と、該各光送信手段から送信される各波長の信号光
を合波する光合波手段と、を備えて構成されるようにし
てもよい。かかる構成によれば、WDM方式の光伝送装
置についても、各波長毎に、送信信号光の立ち上がり時
間や立ち下がり時間を調整することで、伝送後の各波長
の信号光の波形劣化が低減されるようになる。
波長分散特性を補償する分散補償手段を備えて構成され
てもよい。この構成によれば、光送信手段から送信され
る信号光が分散補償手段を通ることにより、伝送路にお
ける波長分散が補償され、伝送後の信号光の波形劣化が
一層低減されるようになる。また、複数の波長の信号光
が合波された波長多重信号光を伝送する光伝送装置であ
って、前記各波長に対応して設けられ複数の前記光送信
手段と、該各光送信手段から送信される各波長の信号光
を合波する光合波手段と、を備えて構成されるようにし
てもよい。かかる構成によれば、WDM方式の光伝送装
置についても、各波長毎に、送信信号光の立ち上がり時
間や立ち下がり時間を調整することで、伝送後の各波長
の信号光の波形劣化が低減されるようになる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、第1の実施形態の光伝送装
置を用いた光通信システムの構成を示すブロック図であ
る。図1において、本システムは、例えば、立ち上がり
時間及び立ち下がり時間が調整された信号光を生成して
伝送系2に送信する光送信手段としての送信部1と、送
信部1から伝送系2を介して伝送された信号光を受信し
て処理する光受信手段としての受信部3と、備えて構成
される。伝送系2及び受信部3は、従来システムに用い
られるものと同様であり、本実施形態の特徴部分は送信
部1にある。
基づいて説明する。図1は、第1の実施形態の光伝送装
置を用いた光通信システムの構成を示すブロック図であ
る。図1において、本システムは、例えば、立ち上がり
時間及び立ち下がり時間が調整された信号光を生成して
伝送系2に送信する光送信手段としての送信部1と、送
信部1から伝送系2を介して伝送された信号光を受信し
て処理する光受信手段としての受信部3と、備えて構成
される。伝送系2及び受信部3は、従来システムに用い
られるものと同様であり、本実施形態の特徴部分は送信
部1にある。
【0016】送信部1は、例えば、波長λの連続光を発
生する一般的な光通信用の光源(LD)11と、送信信
号に従った電気の変調信号を発生する変調信号発生器1
2と、変調信号発生器12からの変調信号の立ち上がり
時間(以下、tr とする)及び立ち下がり時間(以下、
tf とする)を調整する波形調整部としてのtr tf調
整回路13と、tr tf 調整回路13で調整された変調
信号に従って光源11からの光を変調する光変調器(M
od)14と、から構成される。
生する一般的な光通信用の光源(LD)11と、送信信
号に従った電気の変調信号を発生する変調信号発生器1
2と、変調信号発生器12からの変調信号の立ち上がり
時間(以下、tr とする)及び立ち下がり時間(以下、
tf とする)を調整する波形調整部としてのtr tf調
整回路13と、tr tf 調整回路13で調整された変調
信号に従って光源11からの光を変調する光変調器(M
od)14と、から構成される。
【0017】変調信号発生器12は、送信すべきデータ
(送信信号)を所定の伝送速度及び符号形式で表した変
調信号を発生する。tr tf 調整回路13は、例えば、
適宜な帯域を有する電気フィルタ等に変調信号発生器1
2からの変調信号を通すことで、変調信号の立ち上がり
及び立ち下がり部分の波形を変化させる。ここでは、電
気フィルタの帯域を可変にして、後述するように受信部
3の受信特性等に応じて変調信号のtr 、tf を最適化
するものとする。このような変調信号が光変調器14に
送られることで、tr 、tfの調整された信号光が生成
される。
(送信信号)を所定の伝送速度及び符号形式で表した変
調信号を発生する。tr tf 調整回路13は、例えば、
適宜な帯域を有する電気フィルタ等に変調信号発生器1
2からの変調信号を通すことで、変調信号の立ち上がり
及び立ち下がり部分の波形を変化させる。ここでは、電
気フィルタの帯域を可変にして、後述するように受信部
3の受信特性等に応じて変調信号のtr 、tf を最適化
するものとする。このような変調信号が光変調器14に
送られることで、tr 、tfの調整された信号光が生成
される。
【0018】なお、信号光のtr 、tf を調整するに
は、上記のように電気フィルタ等で変調信号の立ち上が
り及び立ち下がり部分の波形を変化させる方法以外に
も、例えば、変調信号の振幅を変化させる方法がある。
この方法は、変調信号の振幅を変化させることで、光変
調器14の変調動作が変化して出力される信号光の
tr 、tf が変わることを利用したものである。また、
この他にも、光領域においては、例えば、光フィルタや
波長分散デバイス等を用いる方法などもある。
は、上記のように電気フィルタ等で変調信号の立ち上が
り及び立ち下がり部分の波形を変化させる方法以外に
も、例えば、変調信号の振幅を変化させる方法がある。
この方法は、変調信号の振幅を変化させることで、光変
調器14の変調動作が変化して出力される信号光の
tr 、tf が変わることを利用したものである。また、
この他にも、光領域においては、例えば、光フィルタや
波長分散デバイス等を用いる方法などもある。
【0019】光変調器14は、例えば、ニオブ酸リチウ
ム(LiNbO3 )を用いたマッハツェンダ干渉計型の
光強度変調器等を使用する。この光変調器14の電極に
trtf 調整回路13から出力される変調信号を印加す
ることで、電気光学効果により光導波路の屈折率が変化
して光源11からの光が強度変調され、変調信号に応じ
たtr 、tf を有する信号光が発生する。なお、光変調
器14では、図示しないが従来と同様に、信号光に対し
て光位相変調または光周波数変調を行なうことでプリチ
ャープが施されるものとする。したがって、光変調器1
4は信号光変調部としての機能も有する。
ム(LiNbO3 )を用いたマッハツェンダ干渉計型の
光強度変調器等を使用する。この光変調器14の電極に
trtf 調整回路13から出力される変調信号を印加す
ることで、電気光学効果により光導波路の屈折率が変化
して光源11からの光が強度変調され、変調信号に応じ
たtr 、tf を有する信号光が発生する。なお、光変調
器14では、図示しないが従来と同様に、信号光に対し
て光位相変調または光周波数変調を行なうことでプリチ
ャープが施されるものとする。したがって、光変調器1
4は信号光変調部としての機能も有する。
【0020】伝送系2は、例えば、波長1.3 μm付近で
零分散となる単一モード光ファイバ(SMF)21及び
光増幅器22を順次接続して構成される。ここでは、伝
送系2の全長(伝送距離)をLとし、中継区間の数(S
MFの数)をNとし、中継区間の距離(各SMFの長
さ)をlとする。なお、伝送路としては、SMF12の
他にも、例えば、分散シフトファイバ(DSF)や分散
補償ファイバ(DCF)等を使用してもよい。
零分散となる単一モード光ファイバ(SMF)21及び
光増幅器22を順次接続して構成される。ここでは、伝
送系2の全長(伝送距離)をLとし、中継区間の数(S
MFの数)をNとし、中継区間の距離(各SMFの長
さ)をlとする。なお、伝送路としては、SMF12の
他にも、例えば、分散シフトファイバ(DSF)や分散
補償ファイバ(DCF)等を使用してもよい。
【0021】このような構成のシステムでは、送信部1
の光源11から出射された光が光変調器14に送られ
る。光変調器14には、tr tf 調整回路13で立ち上
がり及び立ち下がり部分の波形が整形された変調信号が
印加されており、その変調信号に従って光源11からの
光が強度変調されるとともに、プリチャープも施され
る。そして、光変調器14から出力された信号光は、伝
送系2の各SMF21及び光増幅器22を順次通過して
受信部3に伝送される。信号光が伝送系2を伝送される
ことで、各SMF21の波長分散特性や非線形効果の影
響を信号光が受けることになる。
の光源11から出射された光が光変調器14に送られ
る。光変調器14には、tr tf 調整回路13で立ち上
がり及び立ち下がり部分の波形が整形された変調信号が
印加されており、その変調信号に従って光源11からの
光が強度変調されるとともに、プリチャープも施され
る。そして、光変調器14から出力された信号光は、伝
送系2の各SMF21及び光増幅器22を順次通過して
受信部3に伝送される。信号光が伝送系2を伝送される
ことで、各SMF21の波長分散特性や非線形効果の影
響を信号光が受けることになる。
【0022】しかしながら、送信部1から受信部3に伝
送される信号光は、プリチャープが施され、かつ、
tr 、tf が最適化されているので、伝送系2の波長分
散特性等の影響を受けても、その影響が相殺されて波形
の劣化が抑制される。このような波形劣化の少ない信号
光が受信部3で受信されることで、受信部3の受信感度
が向上するようになる。
送される信号光は、プリチャープが施され、かつ、
tr 、tf が最適化されているので、伝送系2の波長分
散特性等の影響を受けても、その影響が相殺されて波形
の劣化が抑制される。このような波形劣化の少ない信号
光が受信部3で受信されることで、受信部3の受信感度
が向上するようになる。
【0023】ここで、送信信号光のtr 、tf の最適化
による波形劣化の改善効果について、次の波形シミュレ
ーションの結果を用いて説明する。ただし、ここでのシ
ミュレーションモデルは、例えば、伝送速度を2.5Gb/s
とし、伝送距離Lを640km (中継区間数N=8、中継区
間距離l=80km)として、1波長の信号光の伝送を想定
した。また、プリチャープの値を示すαパラメータを+
1とし、各SMF21の分散値を+16.7ps/nm/kmとし、
さらに、分散補償器は使用しないものとして計算を行な
った。
による波形劣化の改善効果について、次の波形シミュレ
ーションの結果を用いて説明する。ただし、ここでのシ
ミュレーションモデルは、例えば、伝送速度を2.5Gb/s
とし、伝送距離Lを640km (中継区間数N=8、中継区
間距離l=80km)として、1波長の信号光の伝送を想定
した。また、プリチャープの値を示すαパラメータを+
1とし、各SMF21の分散値を+16.7ps/nm/kmとし、
さらに、分散補償器は使用しないものとして計算を行な
った。
【0024】図2は、tr 、tf を変化させたときの送
信部1から出力される信号光の波形(アイパターン)の
一例である。図2において、(a) 〜(e) の各波形は、t
r 、tf をaからeに順に早くしていった(a>b>c
>d>e)ときの各信号光のアイパターンを示す。図の
ように、tr 、tf が早くなるのに従って信号光の立ち
上がり、立ち下がりが急峻になっていく様子がわかる。
なお、従来の2.5Gb/s 伝送で用いられてきた信号光の波
形は、図2(b) の波形に近いものである。
信部1から出力される信号光の波形(アイパターン)の
一例である。図2において、(a) 〜(e) の各波形は、t
r 、tf をaからeに順に早くしていった(a>b>c
>d>e)ときの各信号光のアイパターンを示す。図の
ように、tr 、tf が早くなるのに従って信号光の立ち
上がり、立ち下がりが急峻になっていく様子がわかる。
なお、従来の2.5Gb/s 伝送で用いられてきた信号光の波
形は、図2(b) の波形に近いものである。
【0025】図3、4は、図2(a) 〜(e) の各信号光を
伝送系2を介して受信部3まで伝送したときの受信信号
光の波形(アイパターン)である。ただし、図3には、
各中継区間のSMF21への入力信号光パワーPinを0
dBm とした場合の波形が示してあり、図4には、入力信
号光パワーPinを+5dBm とした場合の波形が示してあ
る。
伝送系2を介して受信部3まで伝送したときの受信信号
光の波形(アイパターン)である。ただし、図3には、
各中継区間のSMF21への入力信号光パワーPinを0
dBm とした場合の波形が示してあり、図4には、入力信
号光パワーPinを+5dBm とした場合の波形が示してあ
る。
【0026】図において、伝送路の波長分散特性による
パルス波形の劣化は、パルス圧縮またはパルス広がりに
より、アイパターンの開口部分が狭く(アイ開口度が小
さく)なることで表される。パルス波形劣化を抑圧する
ためには、送信信号光のパルス波形のtr 、tf を劣化
方向とは逆に予め設定すればよい。即ち、パルス圧縮に
より波形劣化が生じる場合には、tr 、tf を遅く設定
し、パルス広がりにより波形劣化が生じる場合には、t
r 、tf を早く設定する。
パルス波形の劣化は、パルス圧縮またはパルス広がりに
より、アイパターンの開口部分が狭く(アイ開口度が小
さく)なることで表される。パルス波形劣化を抑圧する
ためには、送信信号光のパルス波形のtr 、tf を劣化
方向とは逆に予め設定すればよい。即ち、パルス圧縮に
より波形劣化が生じる場合には、tr 、tf を遅く設定
し、パルス広がりにより波形劣化が生じる場合には、t
r 、tf を早く設定する。
【0027】ここでは、αパラメータが正の場合、信号
光が正分散の伝送路を伝搬するとパルス広がりが生じ
る。したがって、tr 、tf を早くすることにより、パ
ルス広がりを抑圧して波形劣化を低減させる。なお、各
光ファイバ21への入力信号光パワーPinが大きくなっ
て、伝送路の非線形効果である自己位相変調(SPM;Self
Phase Modulation )が生じた場合、正分散の伝送路で
はパルス圧縮が生じる。したがって、入力信号光パワー
Pinが小さいときの効果と大きいときの効果とは、伝送
パルスに対して逆の作用となる。図3(a) 〜(e) の各波
形と図4(a) 〜(e) の各波形とを比較すると、入力信号
光パワーPinを大きくした図4(a) 〜(e) の各波形の方
がSPMの効果でパルスが圧縮され、tr 、tf が早く
なっていることがわかる。
光が正分散の伝送路を伝搬するとパルス広がりが生じ
る。したがって、tr 、tf を早くすることにより、パ
ルス広がりを抑圧して波形劣化を低減させる。なお、各
光ファイバ21への入力信号光パワーPinが大きくなっ
て、伝送路の非線形効果である自己位相変調(SPM;Self
Phase Modulation )が生じた場合、正分散の伝送路で
はパルス圧縮が生じる。したがって、入力信号光パワー
Pinが小さいときの効果と大きいときの効果とは、伝送
パルスに対して逆の作用となる。図3(a) 〜(e) の各波
形と図4(a) 〜(e) の各波形とを比較すると、入力信号
光パワーPinを大きくした図4(a) 〜(e) の各波形の方
がSPMの効果でパルスが圧縮され、tr 、tf が早く
なっていることがわかる。
【0028】このように、送信部1において信号光のt
r 、tf を調整することで、受信信号光の波形劣化を低
減することができるが、そのtr 、tf の値は、受信部
3の受信特性及び伝送路への入力信号光パワーとの関係
を考慮して設定する必要がある。図5(a) 〜(d) には、
tr 、tf をb〜eに設定して伝送路への入力信号光パ
ワーPinを変化させたときの、振幅劣化及び位相マージ
ンの変化をそれぞれ示す。ただし、図では、振幅劣化を
丸印(左縦軸)、位相マージンを三角印(右縦軸)で表
してある。振幅劣化の値はより小さい方が望ましく、位
相マージンの値はより大きい方が望ましいと言える。
r 、tf を調整することで、受信信号光の波形劣化を低
減することができるが、そのtr 、tf の値は、受信部
3の受信特性及び伝送路への入力信号光パワーとの関係
を考慮して設定する必要がある。図5(a) 〜(d) には、
tr 、tf をb〜eに設定して伝送路への入力信号光パ
ワーPinを変化させたときの、振幅劣化及び位相マージ
ンの変化をそれぞれ示す。ただし、図では、振幅劣化を
丸印(左縦軸)、位相マージンを三角印(右縦軸)で表
してある。振幅劣化の値はより小さい方が望ましく、位
相マージンの値はより大きい方が望ましいと言える。
【0029】図5(a) 〜(d) に示すように、tr 、tf
を早くすると、位相マージンは小さくなるものの、振幅
劣化は大きく改善されることがわかる。上述したよう
に、t r 、tf の設定は、受信部3の受信特性を考慮し
た上で入力信号光のダイナミックレンジがより広くなる
ように設定する必要がある。例えば、受信部3の受信特
性として、振幅劣化が20%以下、位相マージンが60%以
上を要する場合を考えると、tr 、tf をdやeのよう
により早く設定すれば、より広いダイナミックレンジが
確保されるようになる。
を早くすると、位相マージンは小さくなるものの、振幅
劣化は大きく改善されることがわかる。上述したよう
に、t r 、tf の設定は、受信部3の受信特性を考慮し
た上で入力信号光のダイナミックレンジがより広くなる
ように設定する必要がある。例えば、受信部3の受信特
性として、振幅劣化が20%以下、位相マージンが60%以
上を要する場合を考えると、tr 、tf をdやeのよう
により早く設定すれば、より広いダイナミックレンジが
確保されるようになる。
【0030】上記のようにして、従来の2.5Gb/s 光通信
システムについて送信信号光のtr、tf を最適化した
一例を図6に示す。図6(a) は、tr 、tf を最適化す
る前の従来の送信信号光の波形であり、この信号光のt
r 、tf はおよそ70ps程度である。ただし、tr 、tf
の値は、信号光の振幅の20〜80%での範囲の立ち上が
り、立ち下がり時間とする。図6(b)は、tr 、tf を
最適化した後の送信信号光の波形であり、tr 、tf は
およそ30ps程度に設定してある。このような波形の信号
光を用いて2.5Gb/s の伝送を行なうことで、良好な伝送
特性を得ることができる。
システムについて送信信号光のtr、tf を最適化した
一例を図6に示す。図6(a) は、tr 、tf を最適化す
る前の従来の送信信号光の波形であり、この信号光のt
r 、tf はおよそ70ps程度である。ただし、tr 、tf
の値は、信号光の振幅の20〜80%での範囲の立ち上が
り、立ち下がり時間とする。図6(b)は、tr 、tf を
最適化した後の送信信号光の波形であり、tr 、tf は
およそ30ps程度に設定してある。このような波形の信号
光を用いて2.5Gb/s の伝送を行なうことで、良好な伝送
特性を得ることができる。
【0031】なお、図6(b) に示したtr 、tf が30ps
程度の信号光は、従来の10Gb/s光通信システムで使用さ
れる送信部をそのまま2.5Gb/s 用として使用することで
も得られる。即ち、従来の10Gb/s光通信システムの送信
部は、図7に示すような、t r 、tf が30ps程度の信号
光を出力するように設計されている(ただし、tr 、t
f を調整するような機能はない)。したがって、10Gb/s
用の送信部を2.5Gb/s信号で駆動させれば、図6(b) と
同様の波形の2.5Gb/s 用の信号光が得られることにな
る。
程度の信号光は、従来の10Gb/s光通信システムで使用さ
れる送信部をそのまま2.5Gb/s 用として使用することで
も得られる。即ち、従来の10Gb/s光通信システムの送信
部は、図7に示すような、t r 、tf が30ps程度の信号
光を出力するように設計されている(ただし、tr 、t
f を調整するような機能はない)。したがって、10Gb/s
用の送信部を2.5Gb/s信号で駆動させれば、図6(b) と
同様の波形の2.5Gb/s 用の信号光が得られることにな
る。
【0032】このことは、2.5Gb/s 用の送信部と10Gb/s
用の送信部との共用化が可能であることを示している。
即ち、tr 、tf を変えた信号光を伝送路に送信すると
いう技術思想を2.5Gb/s 用光通信システムに適用して、
tr 、tf を早くするようにしたことで、10Gb/s用の送
信部が共用できるようになったのである。このように第
1の実施形態によれば、従来のプリチャープ技術に加え
て、tr、tf を最適化した信号光を送信部1から伝送
系2を介して受信部3に伝送するようにしたことで、伝
送路の波長分散特性や非線形効果の影響による波形劣化
をより効果的に低減できるとともに、伝送路に入力され
る信号光のダイナミックレンジを広くすることができ
る。これにより、優れた伝送特性を備えた光伝送装置の
提供が可能になる。さらに、送信部1におけるtr 、t
f の設定は変更等が容易であるため、多様な光通信シス
テムに柔軟に対応することが可能である。これにより、
開発品種の削減及び低コスト化を図ることができる。加
えて、送信信号光のtr 、tf の最適化による波形調整
効果を利用することで、異なる光通信システムの送信部
を共用できるようになるため、一層の少品種化及び低価
格化が可能である。
用の送信部との共用化が可能であることを示している。
即ち、tr 、tf を変えた信号光を伝送路に送信すると
いう技術思想を2.5Gb/s 用光通信システムに適用して、
tr 、tf を早くするようにしたことで、10Gb/s用の送
信部が共用できるようになったのである。このように第
1の実施形態によれば、従来のプリチャープ技術に加え
て、tr、tf を最適化した信号光を送信部1から伝送
系2を介して受信部3に伝送するようにしたことで、伝
送路の波長分散特性や非線形効果の影響による波形劣化
をより効果的に低減できるとともに、伝送路に入力され
る信号光のダイナミックレンジを広くすることができ
る。これにより、優れた伝送特性を備えた光伝送装置の
提供が可能になる。さらに、送信部1におけるtr 、t
f の設定は変更等が容易であるため、多様な光通信シス
テムに柔軟に対応することが可能である。これにより、
開発品種の削減及び低コスト化を図ることができる。加
えて、送信信号光のtr 、tf の最適化による波形調整
効果を利用することで、異なる光通信システムの送信部
を共用できるようになるため、一層の少品種化及び低価
格化が可能である。
【0033】なお、上記第1の実施形態では、例えば、
分散補償器等の分散補償手段を設けない構成について説
明した。これは、伝送速度や伝送距離、中継区間数等に
よっては分散補償器を設けなくても信号光の伝送が可能
な場合があり、そのような場合に対応したものである。
したがって、本発明は適宜に分散補償器等の分散補償手
段を設けて、分散補償、プリチャープ及びtr 、tf の
調整を行なって波形劣化を防ぐようにしてもよい。もち
ろん、プリチャープを行なわない構成としても構わな
い。また、本発明は、波形シミュレーションで取り上げ
たシステムに限定されるものではなく、任意の光通信シ
ステムに応用可能である。さらに、tr 、tf の両方を
調整する構成としたが、tr またはtf のいずれかを調
整するだけであっても構わない。
分散補償器等の分散補償手段を設けない構成について説
明した。これは、伝送速度や伝送距離、中継区間数等に
よっては分散補償器を設けなくても信号光の伝送が可能
な場合があり、そのような場合に対応したものである。
したがって、本発明は適宜に分散補償器等の分散補償手
段を設けて、分散補償、プリチャープ及びtr 、tf の
調整を行なって波形劣化を防ぐようにしてもよい。もち
ろん、プリチャープを行なわない構成としても構わな
い。また、本発明は、波形シミュレーションで取り上げ
たシステムに限定されるものではなく、任意の光通信シ
ステムに応用可能である。さらに、tr 、tf の両方を
調整する構成としたが、tr またはtf のいずれかを調
整するだけであっても構わない。
【0034】次に、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態では、波長多重信号光を伝送するWDM
光通信システムに本発明の光伝送装置を適用した場合に
ついて説明する。図8は、第2の実施形態のシステム構
成を示すブロック図である。ただし、第1の実施形態の
構成と同一の部分には同じ符号が付してある。
第2の実施形態では、波長多重信号光を伝送するWDM
光通信システムに本発明の光伝送装置を適用した場合に
ついて説明する。図8は、第2の実施形態のシステム構
成を示すブロック図である。ただし、第1の実施形態の
構成と同一の部分には同じ符号が付してある。
【0035】図8において、本システムは、波長λ1 〜
λn の各信号光をそれぞれ出力するn個の送信部11 〜
1n と、各送信部11 〜1n から出力された信号光を合
波して1つの波長多重信号光を伝送系2に出力する光合
波手段としての合波器4と、伝送系2を伝送された波長
多重信号光を波長λ1 〜λn の各信号光に分波して出力
する分波器5と、分波器5からの各信号光をそれぞれ受
信して処理するn個の受信部31 〜3n と、から構成さ
れる。各送信部11 〜1n 及び各受信部31 〜3n の構
成は、第1の実施形態の送信部1及び受信部3の構成と
同一である。
λn の各信号光をそれぞれ出力するn個の送信部11 〜
1n と、各送信部11 〜1n から出力された信号光を合
波して1つの波長多重信号光を伝送系2に出力する光合
波手段としての合波器4と、伝送系2を伝送された波長
多重信号光を波長λ1 〜λn の各信号光に分波して出力
する分波器5と、分波器5からの各信号光をそれぞれ受
信して処理するn個の受信部31 〜3n と、から構成さ
れる。各送信部11 〜1n 及び各受信部31 〜3n の構
成は、第1の実施形態の送信部1及び受信部3の構成と
同一である。
【0036】かかる構成のシステムでは、各送信部11
〜1n において、第1の実施形態の場合と同様にして、
プリチャープ及びtr 、tf の最適化が行われた信号光
が合波器4に出力される。合波器4では、各送信部11
〜1n から出力された波長λ 1 〜λn の信号光が1つの
波長多重信号光に多重化されて伝送系2に送信される。
伝送系2では、合波器4からの波長多重信号光が各光増
幅器22で一括して増幅されながら分波器5まで伝送さ
れる。波長多重信号光が伝送系2を伝送されることで、
伝送路の波長分散特性や非線形効果の影響を各波長λ1
〜λn の信号光が受けることになる。しかしながら、伝
送系2を伝送される各信号光は、プリチャープ及び
tr 、tf の最適化が行なわれているため、伝送系2の
波長分散特性等の影響を受けても、その影響が相殺され
て波形の劣化が低減される。
〜1n において、第1の実施形態の場合と同様にして、
プリチャープ及びtr 、tf の最適化が行われた信号光
が合波器4に出力される。合波器4では、各送信部11
〜1n から出力された波長λ 1 〜λn の信号光が1つの
波長多重信号光に多重化されて伝送系2に送信される。
伝送系2では、合波器4からの波長多重信号光が各光増
幅器22で一括して増幅されながら分波器5まで伝送さ
れる。波長多重信号光が伝送系2を伝送されることで、
伝送路の波長分散特性や非線形効果の影響を各波長λ1
〜λn の信号光が受けることになる。しかしながら、伝
送系2を伝送される各信号光は、プリチャープ及び
tr 、tf の最適化が行なわれているため、伝送系2の
波長分散特性等の影響を受けても、その影響が相殺され
て波形の劣化が低減される。
【0037】分波器5まで到達した波長多重信号光は、
分波器5で波長λ1 〜λn 毎に分波され、各波長に対応
した受信部31 〜3n に送られる。各受信部31 〜3n
では、分波器5からの信号光の受信処理が行われる。こ
のように第2の実施形態によれば、波長多重信号光を伝
送するWDM光通信システムにおいても、各波長λ1 〜
λn の送信信号光についてtr 、tf を最適化すること
によって、第1の実施形態の場合と同様の効果を得るこ
とが可能である。
分波器5で波長λ1 〜λn 毎に分波され、各波長に対応
した受信部31 〜3n に送られる。各受信部31 〜3n
では、分波器5からの信号光の受信処理が行われる。こ
のように第2の実施形態によれば、波長多重信号光を伝
送するWDM光通信システムにおいても、各波長λ1 〜
λn の送信信号光についてtr 、tf を最適化すること
によって、第1の実施形態の場合と同様の効果を得るこ
とが可能である。
【0038】なお、上記第2の実施形態でも、分散補償
器等の分散補償手段を設けない構成について説明した
が、これに限らず適宜に分散補償器等を設けて、分散補
償、プリチャープ及びtr 、tf の調整を行なって波形
劣化を防ぐようにしてもよい。もちろん、プリチャープ
を行なわない構成としても構わない。また、tr 、tf
の両方を調整する構成としたが、tr またはtf のいず
れかを調整するだけであってもよい。
器等の分散補償手段を設けない構成について説明した
が、これに限らず適宜に分散補償器等を設けて、分散補
償、プリチャープ及びtr 、tf の調整を行なって波形
劣化を防ぐようにしてもよい。もちろん、プリチャープ
を行なわない構成としても構わない。また、tr 、tf
の両方を調整する構成としたが、tr またはtf のいず
れかを調整するだけであってもよい。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、光送信
手段で信号光のtr 、tf を変えるようにしたことによ
って、伝送路の波長分散特性や非線形効果の影響が相殺
される波形の信号光が伝送路に送信されるため、伝送後
の信号光の波形劣化を低減できるようになる。この効果
は波長多重信号光を伝送する場合にも同様である。
手段で信号光のtr 、tf を変えるようにしたことによ
って、伝送路の波長分散特性や非線形効果の影響が相殺
される波形の信号光が伝送路に送信されるため、伝送後
の信号光の波形劣化を低減できるようになる。この効果
は波長多重信号光を伝送する場合にも同様である。
【0040】また、波形調整部を設けたことにより、信
号光のtr 、tf の設定を容易に変更できるため、多様
な光通信システムに柔軟に対応することが可能である。
これにより、開発品種の削減及び低コスト化を図ること
ができる。さらに、光受信手段の受信特性に応じて
tr 、tf を最適化することで、伝送特性に優れ、入力
ダイナミックレンジの広い光伝送装置が提供できる。
号光のtr 、tf の設定を容易に変更できるため、多様
な光通信システムに柔軟に対応することが可能である。
これにより、開発品種の削減及び低コスト化を図ること
ができる。さらに、光受信手段の受信特性に応じて
tr 、tf を最適化することで、伝送特性に優れ、入力
ダイナミックレンジの広い光伝送装置が提供できる。
【0041】また、送信信号光のtr 、tf を変えるこ
とによる波形調整効果を利用することで、伝送速度の異
なる光伝送装置に用いられる光送信手段を共用できるよ
うになるため、一層の少品種化及び低価格化が可能であ
る。さらに、上記光伝送装置について、信号光変調部や
分散補償手段を設けたことによって、光送信手段から送
信される信号光にプリチャープが行われるようになった
り、伝送路における波長分散が補償されるようになるた
め、上記tr 、tfの調整による効果にプリチャープや
分散補償による効果が加わり、伝送後の信号光の波形劣
化をより低減することができる。
とによる波形調整効果を利用することで、伝送速度の異
なる光伝送装置に用いられる光送信手段を共用できるよ
うになるため、一層の少品種化及び低価格化が可能であ
る。さらに、上記光伝送装置について、信号光変調部や
分散補償手段を設けたことによって、光送信手段から送
信される信号光にプリチャープが行われるようになった
り、伝送路における波長分散が補償されるようになるた
め、上記tr 、tfの調整による効果にプリチャープや
分散補償による効果が加わり、伝送後の信号光の波形劣
化をより低減することができる。
【図1】本発明の第1の実施形態のシステム構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】同上第1の実施形態について行なった波形シミ
ュレーションにおける送信信号光の波形を示す図であ
る。
ュレーションにおける送信信号光の波形を示す図であ
る。
【図3】同上第1の実施形態について行なった波形シミ
ュレーションにおいて、伝送路への入力信号光パワーを
0dBm としたときの受信信号光の波形を示す図である。
ュレーションにおいて、伝送路への入力信号光パワーを
0dBm としたときの受信信号光の波形を示す図である。
【図4】同上第1の実施形態について行なった波形シミ
ュレーションにおいて、伝送路への入力信号光パワーを
5dBm としたときの受信信号光の波形を示す図である。
ュレーションにおいて、伝送路への入力信号光パワーを
5dBm としたときの受信信号光の波形を示す図である。
【図5】同上第1の実施形態について行なった波形シミ
ュレーションにおいて、入力信号光パワーを変化させた
ときの振幅劣化及び位相マージンの変化を示す図であ
る。
ュレーションにおいて、入力信号光パワーを変化させた
ときの振幅劣化及び位相マージンの変化を示す図であ
る。
【図6】同上第1の実施形態について、tr 、tf を最
適化した送信信号光の波形の一例を示す図である。
適化した送信信号光の波形の一例を示す図である。
【図7】従来の10Gb/s光通信システムで用いられる送信
部から出力される信号光の波形を示す図である。
部から出力される信号光の波形を示す図である。
【図8】本発明の第2の実施形態のシステム構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
1,11 〜1n …送信部 11…光源(LD) 12…変調信号発生器 13…tr tf 調整回路 14…光変調器(Mod) 2…伝送系 21…単一モード光ファイバ(SMF) 22…光増幅器 3,31 〜3n …受信部 4…合波器 5…分波器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/02 10/18 H04J 14/00 14/02
Claims (7)
- 【請求項1】送信信号に従って変調された信号光を伝送
路に送信する光送信手段を備えて構成された光伝送装置
において、 前記光送信手段が、立ち上がり時間及び立ち下がり時間
の少なくとも一方を変えた前記信号光を伝送路に送信す
るようにしたことを特徴とする光伝送装置。 - 【請求項2】前記光送信手段が、前記信号光の立ち上が
り時間及び立ち下がり時間の少なくとも一方を調整可能
な波形調整部を含むことを特徴とする請求項1記載の光
伝送装置。 - 【請求項3】前記波形調整部が、前記光送信手段に伝送
路を介して接続される光受信手段の受信特性に応じて、
前記信号光の立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少な
くとも一方を調整することを特徴とする請求項2記載の
光伝送装置。 - 【請求項4】前記光送信手段として、伝送速度の異なる
光伝送装置に用いられる他の光送信手段を共用したこと
を特徴とする請求項1記載の光伝送装置。 - 【請求項5】前記光送信手段が、前記信号光に対して光
位相変調及び光周波数変調のいずれかを行なう信号光変
調部を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1
つに記載の光伝送装置。 - 【請求項6】前記伝送路の波長分散特性を補償する分散
補償手段を備えて構成されたことを特徴とする請求項1
〜5のいずれか1つに記載の光伝送装置。 - 【請求項7】複数の波長の信号光が合波された波長多重
信号光を伝送する光伝送装置であって、 前記各波長に対応して設けられ複数の前記光送信手段
と、該各光送信手段から送信される各波長の信号光を合
波する光合波手段と、を備えて構成されたことを特徴と
する請求項1〜6のいずれか1つに記載の光伝送装置。
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10071525A JPH11275031A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 光伝送装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Country | Link |
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