WO2015136877A1 - Optical transmitter, optical communication system using same, and optical communication method - Google Patents

Optical transmitter, optical communication system using same, and optical communication method Download PDF

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Abstract

In order to suitably maintain the quality of a transmission signal and maintain system performance by means of a simple control with a small load, even when waveform distortion is imparted due to the characteristic of an optical modulator, this optical transmitter is equipped with: a branching means that outputs a first optical signal and a second optical signal having a prescribed wavelength; a data signal output means that outputs to a first optical modulator a first data signal that compensates for the distortion characteristic of a second optical modulator, and outputs to the second optical modulator a second data signal that compensates for the distortion characteristic of the first optical modulator; the optical modulators, which modulate an optical signal by means of the data signals; and a coupling means that couples the modulated signals and outputs a transmission signal.

Description

光送信機、それを用いた光通信システムおよび光送信方法Optical transmitter, optical communication system using the same, and optical transmission method
　本発明は光送信機、それを用いた光通信システムおよび光送信方法に関し、特に、マッハツェンダ型光変調器を備えた光送信機、それを用いた光通信システムおよび光送信方法に関する。 The present invention relates to an optical transmitter, an optical communication system and an optical transmission method using the same, and more particularly to an optical transmitter including a Mach-Zehnder optical modulator, an optical communication system and an optical transmission method using the optical transmitter.
　インターネットや映像配信等の広帯域マルチメディア通信サービスの爆発的な需要増加に伴い、長距離、大容量かつ信頼性が高い光通信システムの導入が進んでいる。光通信システムにおいては、光伝送路である光ファイバの敷設コストの低減や光ファイバ１本当たりの伝送帯域の利用効率を高めることが重要である。このため、デジタル光送受信機を用いたデジタルコヒーレント光通信技術の重要性が増している。 With the explosive demand for broadband multimedia communication services such as the Internet and video distribution, the introduction of long-distance, large-capacity and highly reliable optical communication systems is progressing. In an optical communication system, it is important to reduce the installation cost of an optical fiber that is an optical transmission line and to increase the utilization efficiency of the transmission band per optical fiber. For this reason, the importance of digital coherent optical communication technology using a digital optical transceiver is increasing.
　デジタルコヒーレント光通信においては、波長分散補償などの波形歪み補償を、送信側あるいは受信側におけるデジタル信号処理（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）によって補償することができる。これは、大容量の光通信システムにおいて一般的に広く応用されているＯＯＫ（ｏｎ－ｏｆｆ　ｋｅｙｉｎｇ）などの変調方式を用いたアナログ光送受信機と比べて、通信装置の性能向上、低コスト化などが実現できる。デジタルコヒーレント光通信に適用される光通信装置は、例えば、特許文献１－３に開示されている。 In digital coherent optical communication, waveform distortion compensation such as chromatic dispersion compensation can be compensated by digital signal processing (DSP) on the transmission side or reception side. Compared to analog optical transceivers using modulation methods such as OOK (on-off keying), which are generally widely applied in large-capacity optical communication systems, this improves communication device performance and lowers costs. Can be realized. An optical communication device applied to digital coherent optical communication is disclosed in, for example, Patent Documents 1-3.
　デジタルコヒーレント光通信に適用される一般的なデジタル光送信機のブロック構成図を図１０に示す。図１０のデジタル光送信機においては、ＱＰＳＫ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　ｐｈａｓｅ　ｓｈｉｆｔ　ｋｅｙｉｎｇ）変調またはＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調等の多値変調、予等化などを行うためのＤ／Ａ（ｄｉｇｉｔａｌ　ｔｏ　ａｎａｌｏｇ）変換器を用いた任意波形変調等が行われる。 FIG. 10 shows a block diagram of a general digital optical transmitter applied to digital coherent optical communication. In the digital optical transmitter of FIG. 10, a D / A (digital to analog) converter for performing multi-level modulation such as QPSK (quadture phase shift keying) modulation or QAM (quadture amplitude modulation) modulation, pre-equalization, and the like. Arbitrary waveform modulation or the like is performed.
　このようなデジタル光送信機においては、一般的に、光導波路型のマッハツェンダ（ＭＺ：Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ）型干渉計に光導波路型の光位相変調器を組み込んだ、ＭＺ光変調器が用いられる。ＭＺ光変調器は、印加電圧と干渉計の構成を調整することにより、強度変調や位相変調などの種々の光変調を行うことができる。 Such a digital optical transmitter generally uses an MZ optical modulator in which an optical waveguide type optical phase modulator is incorporated in an optical waveguide type Mach-Zehnder (MZ) interferometer. The MZ optical modulator can perform various optical modulations such as intensity modulation and phase modulation by adjusting the applied voltage and the configuration of the interferometer.
　しかしながら、ＭＺ光変調器を適用したデジタル光送信機においてＱＡＭなどの多値変調信号や複雑な送信波形を用いる予等化信号を用いた場合、ＭＺ光変調器を構成する干渉計の不完全性などによって送信波形が歪み、結果的に受信性能が劣化する。 However, in the case of using a multi-level modulation signal such as QAM or a pre-equalization signal using a complicated transmission waveform in a digital optical transmitter to which the MZ optical modulator is applied, the incompleteness of the interferometer constituting the MZ optical modulator is used. As a result, the transmission waveform is distorted, resulting in a deterioration in reception performance.
　そこで、例えば特許文献４には、ＭＺ光変調器において、２つの光導波路に配置された位相及び損失調整用の電極へそれぞれ供給される電気信号を、互いの位相差を維持したままで損失差が所定の大きさとなるようにそれぞれ調整し、送信波形歪を補償する技術が開示されている。 Therefore, for example, in Patent Document 4, in the MZ optical modulator, the electrical signals supplied to the phase and loss adjustment electrodes arranged in the two optical waveguides are respectively converted into the loss difference while maintaining the mutual phase difference. Has been disclosed in which the transmission waveform distortion is compensated by adjusting the values so as to be a predetermined magnitude.
特開２００９－１７１６３４号公報JP 2009-171634 A 国際公開第２０１２／１０８４２１号International Publication No. 2012/108421 特開２００４－７０１３０号公報JP 2004-70130 A 特開２０１１－２４７９２６号公報JP 2011-247926 A
　しかしながら、位相及び損失調整用の電極へそれぞれ供給される電気信号を、互いの位相差を維持したまま損失差が所定の大きさとなるようにそれぞれ調整する場合、制御負荷が高い。 However, when the electrical signals respectively supplied to the phase and loss adjustment electrodes are adjusted so that the loss difference becomes a predetermined magnitude while maintaining the mutual phase difference, the control load is high.
　本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、光変調器の特性によって送信信号に波形歪みが付与されてしまう場合でも、負荷の小さい簡単な制御により、出力される送信信号の品質を好適に保ち、システム性能を維持できる光送信機、それを用いた光通信システムおよび光送信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems. Even when waveform distortion is given to the transmission signal due to the characteristics of the optical modulator, the quality of the output transmission signal can be reduced by simple control with a small load. An object of the present invention is to provide an optical transmitter that can be suitably maintained and maintain system performance, an optical communication system using the same, and an optical transmission method.
　上記目的を達成するために本発明に係る光送信機は、与えられた波長情報に基づいて光信号を出力する光出力手段と、前記光信号を第１光信号および第２光信号へ分岐する分岐手段と、第２の光変調器の歪特性を補償するためのＤＣオフセット量を算出し、算出したＤＣオフセット量を含む第１データ信号を第１の光変調器へ出力すると共に、第１の光変調器の歪特性を補償するためのＤＣオフセット量を算出し、算出したＤＣオフセット量を含む第２データ信号を第２の光変調器へ出力するデータ信号出力手段と、前記第１光信号を前記第１データ信号によって変調して第１変調信号を出力する第１の光変調器と、前記第２光信号を前記第２データ信号によって変調して第２変調信号を出力する第２の光変調器と、前記第１変調信号および第２変調信号を結合して送信信号を出力する結合手段と、を備える。 To achieve the above object, an optical transmitter according to the present invention branches an optical output means for outputting an optical signal based on given wavelength information, and the optical signal into a first optical signal and a second optical signal. A DC offset amount for compensating for the distortion characteristics of the branching means and the second optical modulator is calculated, a first data signal including the calculated DC offset amount is output to the first optical modulator, and the first A data signal output means for calculating a DC offset amount for compensating distortion characteristics of the optical modulator, and outputting a second data signal including the calculated DC offset amount to the second optical modulator; and the first light A first optical modulator that modulates a signal with the first data signal and outputs a first modulated signal; and a second optical modulator that modulates the second optical signal with the second data signal and outputs a second modulated signal. Optical modulator, and the first modulated signal and Comprising a coupling means for outputting a transmission signal by combining the second modulated signal.
　上記目的を達成するために本発明に係る光通信システムは、上記のデジタル光送信機が配置され、前記光送信機に所定の波長情報を与えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical communication system according to the present invention is characterized in that the above-mentioned digital optical transmitter is arranged and gives predetermined wavelength information to the optical transmitter.
　上記目的を達成するために本発明に係る光送信方法は、第１の変調器および第２の変調器を用いた光送信方法であって、与えられた波長情報に基づいて光信号を出力し、該出力された光信号を２分岐して第１光信号および第２光信号を出力し、前記第２の光変調器の歪特性を補償するためのＤＣオフセット量を算出し、算出したＤＣオフセット量を含む第１データ信号を前記第１の光変調器へ出力し、前記第１の光変調器の歪特性を補償するためのＤＣオフセット量を算出し、算出したＤＣオフセット量を含む第２データ信号を前記第２の光変調器へ出力し、前記第１の変調器において、前記第１光信号を前記第１データ信号によって変調して第１変調信号を出力し、前記第２の変調器において、前記第２光信号を前記第２データ信号によって変調して第２変調信号を出力し、前記出力された第１変調信号および第２変調信号を結合して送信信号を出力する。 To achieve the above object, an optical transmission method according to the present invention is an optical transmission method using a first modulator and a second modulator, and outputs an optical signal based on given wavelength information. The output optical signal is branched into two to output a first optical signal and a second optical signal, a DC offset amount for compensating for distortion characteristics of the second optical modulator is calculated, and the calculated DC A first data signal including an offset amount is output to the first optical modulator, a DC offset amount for compensating for distortion characteristics of the first optical modulator is calculated, and a first DC signal including the calculated DC offset amount is calculated. Two data signals are output to the second optical modulator, and the first modulator modulates the first optical signal with the first data signal and outputs a first modulated signal; In the modulator, the second optical signal is converted into the second data signal. Output the second modulated signal by modulating Te, outputs the transmission signal by combining the first modulated signal and second modulated signal said output.
　上述した本発明の態様によれば、光変調器の特性によって送信信号に波形歪みが付与されてしまう場合でも、負荷の小さい簡単な制御により、出力される送信信号の品質を好適に保ち、システム性能を維持できる。 According to the aspect of the present invention described above, even when waveform distortion is imparted to the transmission signal due to the characteristics of the optical modulator, the quality of the output transmission signal is suitably maintained by simple control with a small load. Performance can be maintained.
第１の実施形態に係る光送信機１０のブロック構成図である。1 is a block configuration diagram of an optical transmitter 10 according to a first embodiment. FIG. 第１の実施形態に係るデジタル光送信機１００のブロック構成図である。1 is a block configuration diagram of a digital optical transmitter 100 according to a first embodiment. FIG. 第２の実施形態に係るデジタル光送信機２００のブロック構成図である。It is a block block diagram of the digital optical transmitter 200 which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係るフロント信号処理部２１３のブロック構成図である。It is a block block diagram of the front signal processing part 213 which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係るＩチャネル用光変調器２０３の構成図の一例である。It is an example of the block diagram of the optical modulator 203 for I channels which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係る上側位相変調器４０１と下側位相変調器４０２から出力される光信号Ｅ＋、Ｅ－の特性を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the characteristics of optical signals E + and E − output from an upper phase modulator 401 and a lower phase modulator 402 according to the second embodiment. 第２の実施形態に係るＩチャネル用光変調器２０３から出力される光信号Ｅｏｕｔ＝Ｅ＋＋Ｅ－の特性を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the characteristics of an optical signal E out = E + + E − output from an I-channel optical modulator 203 according to the second embodiment. 第２の実施形態において、Ｉチャネル用光変調器２０３、Ｑチャネル用光変調器２０４からの出力コンスタレーションの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of output constellations from an I-channel optical modulator 203 and a Q-channel optical modulator 204 in the second embodiment. 第２の実施形態に係るＩチャネル用光変調器２０３から出力される光信号の誤差成分ΔａＱを示す図である。It is a diagram showing an error component .DELTA.a Q of the optical signal output from the I-channel light modulator 203 according to the second embodiment. 第２の実施形態に係るＩチャネル用光変調器２０３から出力される光信号の補正後の誤差成分ΔａＱ’を示す図である。Is a diagram showing an error component .DELTA.a Q 'after the correction of the optical signal output from the I-channel light modulator 203 according to the second embodiment. 第３の実施形態に係るデジタル光送信機８００のブロック構成図である。It is a block block diagram of the digital optical transmitter 800 which concerns on 3rd Embodiment. 第４の実施形態に係るデジタル光送信機９００のブロック構成図である。It is a block block diagram of the digital optical transmitter 900 which concerns on 4th Embodiment. 一般的なデジタル光送受信機のブロック構成図である。It is a block block diagram of a general digital optical transceiver.
（第１の実施形態）
　本発明に係る第１の実施形態について説明する。本実施形態に係る光送信機のブロック構成図を図１Aに示す。図１Aにおいて、光送信機１０は、光出力手段２０、分岐手段３０、データ信号出力手段４０、第１の光変調器５１、第２の光変調器５２および結合手段６０を備える。 (First embodiment)
A first embodiment according to the present invention will be described. FIG. 1A shows a block configuration diagram of the optical transmitter according to the present embodiment. 1A, the optical transmitter 10 includes an optical output means 20, a branching means 30, a data signal output means 40, a first optical modulator 51, a second optical modulator 52, and a coupling means 60.
　光出力手段２０は、与えられた波長情報に基づいて所定の波長の光信号を生成して出力する。光出力手段２０としては、例えば、波長可変光源を適用することができる。 The light output means 20 generates and outputs an optical signal having a predetermined wavelength based on the given wavelength information. As the light output means 20, for example, a wavelength variable light source can be applied.
　分岐手段３０は、光出力手段２０から出力された光信号を分岐して、一方の光信号（第１光信号）を第１の光変調器５１へ、他方の光信号（第２光信号）を第２の光変調器へ５２それぞれ出力する。 The branching unit 30 branches the optical signal output from the optical output unit 20 and sends one optical signal (first optical signal) to the first optical modulator 51 and the other optical signal (second optical signal). Are output to the second optical modulator 52 respectively.
　データ信号出力手段４０は、後述する第２の光変調器５２の歪特性を補償するためのＤＣ（direct current）オフセット量を算出し、算出したＤＣオフセット量を含む第１データ信号を第１の光変調器へ出力する。また、データ信号出力手段４０は、後述する第１の光変調器５１の歪特性を補償するためのＤＣオフセット量を算出し、算出したＤＣオフセット量を含む第２データ信号を第２の光変調器５２へ出力する。 The data signal output means 40 calculates a DC (direct current) offset amount for compensating for distortion characteristics of the second optical modulator 52, which will be described later, and outputs a first data signal including the calculated DC offset amount as the first data signal. Output to the optical modulator. Further, the data signal output means 40 calculates a DC offset amount for compensating for distortion characteristics of the first optical modulator 51, which will be described later, and converts the second data signal including the calculated DC offset amount to the second optical modulation. To the device 52.
　本実施形態に係るデータ信号出力手段４０には、第１のデータ入力信号、第２のデータ入力信号および波長情報が与えられる。データ信号出力手段４０は、与えられた波長情報に基づいて、光出力手段２０から出力された光信号の波長に対応する第１及び第２の光変調器５１、５２のそれぞれの歪特性に応じたＤＣオフセット量を算出する。 The first data input signal, the second data input signal, and the wavelength information are given to the data signal output means 40 according to the present embodiment. The data signal output means 40 responds to the distortion characteristics of the first and second optical modulators 51 and 52 corresponding to the wavelength of the optical signal output from the optical output means 20 based on the given wavelength information. The DC offset amount is calculated.
　そして、データ信号出力手段４０は、第２の光変調器５２の歪特性を補償するためのＤＣオフセット量を第１のデータ入力信号に加算し、第１データ信号を第１の光変調器５１へ出力する。また、データ信号出力手段４０は、第１の光変調器５１の歪特性を補償するためのＤＣオフセット量を第２のデータ入力信号に加算し、第２データ信号を第２の光変調器５２へ出力する。ここで、第１のデータ入力信号、第２のデータ入力信号が、請求項の情報信号に相当する。 Then, the data signal output means 40 adds a DC offset amount for compensating the distortion characteristic of the second optical modulator 52 to the first data input signal, and the first data signal is added to the first optical modulator 51. Output to. Further, the data signal output means 40 adds a DC offset amount for compensating the distortion characteristics of the first optical modulator 51 to the second data input signal, and the second data signal is added to the second optical modulator 52. Output to. Here, the first data input signal and the second data input signal correspond to the information signal in the claims.
　第１の光変調器５１は、分岐手段３０から入力された第１光信号を、データ信号出力手段４０から入力された第１データ信号によって変調し、第１変調信号を出力する。第２の光変調器５２は、分岐手段３０から入力された第２光信号を、データ信号出力手段４０から入力された第２データ信号によって変調し、第２変調信号を出力する。 The first optical modulator 51 modulates the first optical signal input from the branching means 30 with the first data signal input from the data signal output means 40, and outputs the first modulated signal. The second optical modulator 52 modulates the second optical signal input from the branching unit 30 with the second data signal input from the data signal output unit 40, and outputs a second modulated signal.
　結合手段６０は、第１の光変調器５１から入力された第１変調信号と、第２の光変調器５２から入力された第２変調信号を結合し、送信信号を出力する。結合手段６０は、例えば、ＱＡＭ変調に代表されるようなＩ／Ｑ（ｉｎ－ｐｈａｓｅ／ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）の送信信号を出力する。 The coupling means 60 combines the first modulated signal input from the first optical modulator 51 and the second modulated signal input from the second optical modulator 52, and outputs a transmission signal. The combining unit 60 outputs, for example, an I / Q (in-phase / quadture) transmission signal represented by QAM modulation.
　上述のように、第２の光変調器５２を駆動する第２データ信号には、光出力手段２０から出力された光信号の波長に対応する第１の光変調器５１の歪特性に応じたＤＣオフセット量が予め加算されている。また、第１の光変調器５１を駆動するデータ信号には、光出力手段２０から出力された光信号の波長に対応する第２の光変調器５２の歪特性に応じたＤＣオフセット量が予め加算されている。従って、第１及び第２の光変調器５１、５２から出力された変調信号に、第１及び第２の光変調器５１、５２の波長に応じた特有の波形歪が付与される場合でも、結合手段６０を通して第１及び第２の光変調器５１、５２からの出力が結合される際に互いの歪特性が相殺され、送信信号の品質が好適に保たれる。 As described above, the second data signal for driving the second optical modulator 52 corresponds to the distortion characteristic of the first optical modulator 51 corresponding to the wavelength of the optical signal output from the optical output means 20. A DC offset amount is added in advance. The data signal for driving the first optical modulator 51 has a DC offset amount corresponding to the distortion characteristic of the second optical modulator 52 corresponding to the wavelength of the optical signal output from the optical output means 20 in advance. It has been added. Therefore, even when a specific waveform distortion corresponding to the wavelength of the first and second optical modulators 51 and 52 is given to the modulation signals output from the first and second optical modulators 51 and 52, When the outputs from the first and second optical modulators 51 and 52 are combined through the combining unit 60, the distortion characteristics of each other are canceled out, and the quality of the transmission signal is suitably maintained.
　なお、第１及び第２の光変調器５１、５２としてＭＺ光変調器を適用する場合、データ信号出力手段４０は、第１及び第２の光変調器５１、５２特有の波形歪として、例えば、消光比に起因する波形歪に応じたＤＣオフセット量を算出する。すなわち、データ信号出力手段４０は、波長情報に対応する第２の光変調器５２の消光比を相殺するためのＤＣオフセット量を第１のデータ入力信号に加算して第１データ信号を生成し、第１データ信号で第１の光変調器５１を駆動する。また、データ信号出力手段４０は、波長情報に対応する第１の光変調器５１の消光比を相殺するためのＤＣオフセット量を第２のデータ入力信号に加算して第２データ信号を生成し、第２データ信号で第２の光変調器５２を駆動する。 In addition, when an MZ optical modulator is applied as the first and second optical modulators 51 and 52, the data signal output means 40 is, for example, as waveform distortion peculiar to the first and second optical modulators 51 and 52. Then, a DC offset amount corresponding to the waveform distortion caused by the extinction ratio is calculated. That is, the data signal output means 40 adds the DC offset amount for canceling the extinction ratio of the second optical modulator 52 corresponding to the wavelength information to the first data input signal to generate the first data signal. The first optical modulator 51 is driven by the first data signal. The data signal output means 40 adds a DC offset amount for canceling the extinction ratio of the first optical modulator 51 corresponding to the wavelength information to the second data input signal to generate a second data signal. The second optical modulator 52 is driven by the second data signal.
　ここで、消光比とは、ＭＺ光変調器を強度変調駆動した際の、出力された光信号の光強度の最大値と最小値の比率を表す。理想的なＭＺ光変調器においては、光強度の最小値を零にすることが可能であるため、消光比は∞となる。しかしながら、実際のＭＺ光変調器においては、製造上の理由などから、ＭＺ型干渉計を構成する合分波器の分岐比が５０対５０の理想比になっていないことに起因して、光強度が完全に０にならない。さらに、消光比は、製造上のバラツキだけでなく、波長によって大きく変動するため、消光比は有限の値を示す。すなわち、波長に応じたＤＣオフセット量を第１及び第２のデータ入力信号に加算することにより、第１及び第２の光変調器５１、５２における消光比を高精度に相殺することができる。 Here, the extinction ratio represents the ratio between the maximum value and the minimum value of the optical intensity of the output optical signal when the MZ optical modulator is driven by intensity modulation. In an ideal MZ optical modulator, the minimum value of the light intensity can be made zero, so the extinction ratio is ∞. However, in an actual MZ optical modulator, due to reasons such as manufacturing, the branching ratio of the multiplexer / demultiplexer constituting the MZ interferometer is not an ideal ratio of 50:50. The strength is not completely zero. Furthermore, since the extinction ratio varies greatly depending on the wavelength as well as manufacturing variations, the extinction ratio shows a finite value. That is, by adding a DC offset amount corresponding to the wavelength to the first and second data input signals, the extinction ratio in the first and second optical modulators 51 and 52 can be canceled with high accuracy.
　複雑な送信波形を用いるＱＡＭ変調や予等化信号あるいはナイキストフィルタを適用したシステムにおいては、現実的な消光比（例えば２０～３０ｄＢ）のＭＺ光変調器を用いた場合、消光比の影響により送信波形がひずみ、結果として受信性能が劣化する。 In a system to which a QAM modulation using a complicated transmission waveform, a pre-equalization signal, or a Nyquist filter is applied, when an MZ optical modulator having a realistic extinction ratio (for example, 20 to 30 dB) is used, transmission is performed due to the influence of the extinction ratio. The waveform is distorted, and as a result, reception performance is degraded.
　次に、上述の光送信機１０をＱＡＭ変調や予等化処理等を行うデジタル光送信機に適用する場合について説明する。この場合のデジタル光送信機のブロック構成図を図１Ｂに示す。図１Ｂにおいて、デジタル光送信機１００は、符号化部１０７、ＤＣ加算部１０８－１、１０８－２、ＤＣオフセット量算出部１０９および光変調器１０６を備える。光変調器１０６は、波長可変光源１０１、光分岐部１０２、第１のＭＺ光変調器１０３、第２のＭＺ光変調器１０４および光結合部１０５によって構成される。同一の機能を備えるユニットが複数ある場合、参照符号に－１、－２等を付して区別している。特に区別する必要がない限り、例えば「ＤＣ加算部１０８－１」、「ＤＣ加算部１０８－２」等を「ＤＣ加算部１０８」と記載する。 Next, a case where the above-described optical transmitter 10 is applied to a digital optical transmitter that performs QAM modulation, pre-equalization processing, and the like will be described. FIG. 1B shows a block diagram of the digital optical transmitter in this case. 1B, the digital optical transmitter 100 includes an encoding unit 107, DC addition units 108-1 and 108-2, a DC offset amount calculation unit 109, and an optical modulator 106. The optical modulator 106 includes a wavelength tunable light source 101, an optical branching unit 102, a first MZ optical modulator 103, a second MZ optical modulator 104, and an optical coupling unit 105. When there are a plurality of units having the same function, the reference numerals are assigned with -1, -2, etc. to distinguish them. Unless there is a particular need to distinguish, for example, “DC adder 108-1”, “DC adder 108-2” and the like are described as “DC adder 108”.
　符号化部１０７には、２系統のデータ信号ＤＩ（Ｉチャネル信号）、ＤＱ（Ｑチャネル信号）が入力される。符号化部１０７は、入力されたデータ信号ＤＩ、ＤＱを変調方式に応じて符号化し、第１のデータ信号ＤＩ１（Ｉチャネル信号）、ＤＱ１（Ｑチャネル信号）を生成し、ＤＣ加算部１０８－１、１０８－２へそれぞれ伝達する。 The encoding unit 107 receives two systems of data signals DI (I channel signal) and DQ (Q channel signal). The encoding unit 107 encodes the input data signals DI and DQ in accordance with the modulation method to generate the first data signals DI1 (I channel signal) and DQ1 (Q channel signal), and the DC adding unit 108- 1 and 108-2, respectively.
　ＤＣオフセット量算出部１０９は、入力された波長情報に応じた最適なＤＣオフセット量を算出し、ＤＣ加算部１０８へ出力する。具体的には、ＤＣオフセット量算出部１０９は、波長情報に対応する第２のＭＺ光変調器１０４の消光比を相殺するためのＤＣオフセット量を算出してＤＣ加算部１０８－１へ出力する。また、ＤＣオフセット量算出部１０９は、波長情報に対応する第１のＭＺ光変調器１０３の消光比を相殺するためのＤＣオフセット量を算出してＤＣ加算部１０８－２へ出力する。 The DC offset amount calculation unit 109 calculates an optimal DC offset amount according to the input wavelength information, and outputs it to the DC addition unit 108. Specifically, the DC offset amount calculation unit 109 calculates a DC offset amount for canceling the extinction ratio of the second MZ optical modulator 104 corresponding to the wavelength information, and outputs the DC offset amount to the DC addition unit 108-1. . Further, the DC offset amount calculation unit 109 calculates a DC offset amount for canceling the extinction ratio of the first MZ optical modulator 103 corresponding to the wavelength information, and outputs the DC offset amount to the DC addition unit 108-2.
　ＤＣ加算部１０８－１は、入力された第１のデータ信号ＤＩ１に対して、入力されたＤＣオフセット量を加算し、第２のデータ信号ＤＩ２（Ｉチャネル信号）を光変調器１０６へ出力する。ＤＣ加算部１０８－２は、入力された第１のデータ信号ＤＱ１に対して、入力されたＤＣオフセット量を加算し、第２のデータ信号ＤＱ２（Ｑチャネル信号）を光変調器１０６へ出力する。 The DC adder 108-1 adds the input DC offset amount to the input first data signal DI1, and outputs the second data signal DI2 (I channel signal) to the optical modulator 106. . The DC adder 108-2 adds the input DC offset amount to the input first data signal DQ1, and outputs the second data signal DQ2 (Q channel signal) to the optical modulator 106. .
　光変調器１０６において、波長可変光源１０１は、デジタル光送信機１００を用いた光通信システムが使用する（或いは割り当てられた）光搬送波信号の波長情報が与えられることによって、所望の波長の光信号を出力する。なお、これと同じ波長情報が上述のＤＣオフセット量算出部１０９へ入力される。波長可変光源１０１から出力された搬送波の光信号は、光分岐部１０２へ伝達される。なお、搬送波の光信号としては、連続光を用いることが望ましい。 In the optical modulator 106, the wavelength tunable light source 101 is provided with wavelength information of an optical carrier signal used (or assigned) by an optical communication system using the digital optical transmitter 100, so that an optical signal having a desired wavelength is obtained. Is output. Note that the same wavelength information is input to the DC offset amount calculation unit 109 described above. The optical signal of the carrier wave output from the wavelength tunable light source 101 is transmitted to the optical branching unit 102. Note that it is desirable to use continuous light as the optical signal of the carrier wave.
　光分岐部１０２は、波長可変光源１０１から入力された搬送波の光信号を分岐し、一方を第１のＭＺ光変調器１０３へ、他方を第２のＭＺ光変調器１０４へ出力する。 The optical branching unit 102 branches the optical signal of the carrier wave input from the wavelength tunable light source 101 and outputs one to the first MZ optical modulator 103 and the other to the second MZ optical modulator 104.
　第１のＭＺ光変調器１０３は、光分岐部１０２から入力された一方の光信号を、ＤＣ加算部１０８－１から入力された第２のデータ信号ＤＩ２（Iチャネル信号）に基づいて光位相変調し、第１変調信号を出力する。第２のＭＺ光変調器１０４は、光分岐部１０２から入力された他方の光信号を、ＤＣ加算部１０８－２から入力された第２のデータ信号ＤＱ２（Ｑチャネル信号）に基づいて光位相変調し、第２変調信号を出力する。ここで、第１変調信号はＩ－ｃｈ（ｉｎ－ｐｈａｓｅ　ｃｈａｎｎｅｌ）の光信号であり、第２変調信号はＱ－ｃｈ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　ｃｈａｎｎｅｌ）の光信号である。 The first MZ optical modulator 103 converts one optical signal input from the optical branching unit 102 into an optical phase based on the second data signal DI2 (I channel signal) input from the DC adding unit 108-1. Modulate and output a first modulated signal. The second MZ optical modulator 104 converts the other optical signal input from the optical branching unit 102 into an optical phase based on the second data signal DQ2 (Q channel signal) input from the DC adding unit 108-2. Modulate and output a second modulated signal. Here, the first modulation signal is an I-ch (in-phase channel) optical signal, and the second modulation signal is a Q-ch (quadture channel) optical signal.
　光結合部１０５は、第１のＭＺ光変調器１０３から入力された第１変調信号および第２のＭＺ光変調器１０４から入力された第２変調信号を、所定の位相差φ（φは例えばＩ／Ｑ変調の場合π／２）を付与して結合し、送信信号を出力する。 The optical coupling unit 105 converts the first modulation signal input from the first MZ optical modulator 103 and the second modulation signal input from the second MZ optical modulator 104 into a predetermined phase difference φ (φ is, for example, In the case of I / Q modulation, π / 2) is added and combined to output a transmission signal.
　上記のように構成されたデジタル光送信機１００においては、波長情報に応じた第２のＭＺ光変調器１０４の消光比を相殺するためのＤＣオフセット量がＤＣオフセット量算出部１０９によって算出され、第１のＭＺ光変調器１０３を駆動する第２のデータ信号ＤＩ２に予め加算される。同様に、波長情報に応じた第１のＭＺ光変調器１０３の消光比を相殺するためのＤＣオフセット量が、第２のＭＺ光変調器１０４を駆動する第２のデータ信号ＤＱ２に予め加算される。 In the digital optical transmitter 100 configured as described above, the DC offset amount calculation unit 109 calculates a DC offset amount for canceling the extinction ratio of the second MZ optical modulator 104 according to the wavelength information. It is added in advance to the second data signal DI2 for driving the first MZ optical modulator 103. Similarly, a DC offset amount for canceling the extinction ratio of the first MZ optical modulator 103 according to the wavelength information is added in advance to the second data signal DQ2 for driving the second MZ optical modulator 104. The
　この場合、ＤＣオフセット量算出部１０９は、第１のＭＺ光変調器１０３の消光比による影響と、第２のＭＺ光変調器１０４の消光比による影響とを切り分けて、それらをそれぞれ独立に補償するＤＣオフセット量を算出すれば良い。 In this case, the DC offset amount calculation unit 109 separates the influence of the extinction ratio of the first MZ light modulator 103 from the influence of the extinction ratio of the second MZ light modulator 104, and compensates them independently. The DC offset amount to be calculated may be calculated.
　従って、デジタル光送信機１００から出力される送信信号に第１及び第２のＭＺ光変調器１０３、１０４特有の波形歪みが付与される場合においても、ＤＣオフセット量算出部１０９の演算負荷が高まることなく、光結合部１０５を通して第１及び第２のＭＺ光変調器１０３、１０４からの出力が結合される際に互いに歪特性が相殺される。これにより、第１及び第２のＭＺ光変調器１０３、１０４において付与された波形歪みが容易に補償され、品質が好適に保たれた送信信号がデジタル光送信機１００から出力される。 Therefore, even when the waveform distortion peculiar to the first and second MZ optical modulators 103 and 104 is added to the transmission signal output from the digital optical transmitter 100, the calculation load of the DC offset amount calculation unit 109 increases. Without distortion, the distortion characteristics cancel each other when the outputs from the first and second MZ optical modulators 103 and 104 are coupled through the optical coupling unit 105. As a result, the waveform distortion applied in the first and second MZ optical modulators 103 and 104 is easily compensated, and a transmission signal whose quality is suitably maintained is output from the digital optical transmitter 100.
　（第２の実施形態）
　第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る光送受信機のブロック構成図を図２に示す。本実施形態に係るデジタル光送信機２００は、符号化部２１０、予等化信号生成部２１１、加算部２１２－１、２１２－２、フロント信号処理部２１３、ＤＣオフセット量算出部２１４および光変調部２０９を備える。そして、光変調部２０９は、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ：digital　to　analog　converter）２０７－１、２０７－２、ドライバアンプ２０８－１、２０８－２、光源２０１およびＭＺ型Ｉ／Ｑ光変調器２０６によって構成される。さらに、ＭＺ型Ｉ／Ｑ光変調器２０６は、Ｉチャネル用光変調器２０３、Ｑチャネル用光変調器２０４およびπ／２移相器２０５によって構成される。 (Second Embodiment)
A second embodiment will be described. FIG. 2 shows a block diagram of the optical transceiver according to the present embodiment. The digital optical transmitter 200 according to the present embodiment includes an encoding unit 210, a pre-equalization signal generation unit 211, addition units 212-1, 212-2, a front signal processing unit 213, a DC offset amount calculation unit 214, and an optical modulation. Part 209. The optical modulation unit 209 includes D / A converters (DAC: digital to analog converters) 207-1 and 207-2, driver amplifiers 208-1 and 208-2, a light source 201, and an MZ type I / Q optical modulator. 206. Further, the MZ type I / Q optical modulator 206 includes an I channel optical modulator 203, a Q channel optical modulator 204, and a π / 2 phase shifter 205.
　符号化部２１０には、２系統のデータ信号ＤＩ（Ｉチャネル信号）、ＤＱ（Ｑチャネル信号）が入力される。符号化部２１０は、入力されたデータ信号ＤＩ、ＤＱに対して変調方式に応じた符号化をそれぞれ行い、第１のデータ信号ＤＩ１（Ｉチャネル信号）、ＤＱ１（Ｑチャネル信号）を予等化信号生成部２１１へ出力する。 The encoding unit 210 receives two systems of data signals DI (I channel signal) and DQ (Q channel signal). The encoding unit 210 performs encoding according to the modulation method on the input data signals DI and DQ, respectively, and pre-equalizes the first data signals DI1 (I channel signal) and DQ1 (Q channel signal). It outputs to the signal generation part 211.
　予等化信号生成部２１１は、入力された第１のデータ信号ＤＩ１、ＤＱ１に対して、必要に応じて、光伝送路での特性を等化するためのフィルタ処理等を施し、第１’のデータ信号ＤＩ１’、ＤＱ１’をＤＣ加算部２１２－１、２１２－２へ出力する。 The pre-equalization signal generation unit 211 performs, for example, filter processing for equalizing the characteristics in the optical transmission path on the input first data signals DI1 and DQ1, as necessary. Data signals DI1 ′ and DQ1 ′ are output to the DC adders 212-1 and 212-2.
　ＤＣオフセット量算出部２１４は、与えられた波長情報に基づきＭＺ型Ｉ／Ｑ光変調器２０６が有する消光比による波形歪みを打ち消すためのＤＣオフセット量を算出して、ＤＣ加算部２１２へ出力する。本実施形態において、ＤＣオフセット量算出部２１４は、与えられた波長情報に基づき、後述する光源２０１から出力される連続光の波長におけるＩチャネル用光変調器２０３、Ｑチャネル用光変調器２０４のそれぞれの消光比特性を相殺するためのＤＣオフセット量を算出する。 The DC offset amount calculation unit 214 calculates a DC offset amount for canceling the waveform distortion due to the extinction ratio of the MZ type I / Q optical modulator 206 based on the given wavelength information, and outputs the DC offset amount to the DC addition unit 212. . In the present embodiment, the DC offset amount calculation unit 214 determines whether the I-channel optical modulator 203 and the Q-channel optical modulator 204 at the wavelength of continuous light output from the light source 201, which will be described later, based on the given wavelength information. A DC offset amount for canceling each extinction ratio characteristic is calculated.
　ＤＣ加算部２１２－１は、入力されたＤＣオフセット量を入力された第１’のデータ信号ＤＩ１’に加算し、第２のデータ信号ＤＩ２（Ｉチャネル信号）をフロント信号処理部２１３へ出力する。ＤＣ加算部２１２－２は、入力されたＤＣオフセット量を入力された第１’のデータ信号ＤＱ１’に加算し、第２のデータ信号ＤＱ２（Ｑチャネル信号）をフロント信号処理部２１３へ出力する。 The DC adder 212-1 adds the input DC offset amount to the input first ′ data signal DI 1 ′, and outputs the second data signal DI 2 (I channel signal) to the front signal processor 213. . The DC adding unit 212-2 adds the input DC offset amount to the input first ′ data signal DQ1 ′, and outputs the second data signal DQ2 (Q channel signal) to the front signal processing unit 213. .
　フロント信号処理部２１３は、入力された第２のデータ信号ＤＩ２、ＤＱ２に対して、ＤＡＣ２０７、ドライバアンプ２０８、Ｉチャネル用光変調器２０３、Ｑチャネル用光変調器２０４などのフロントエンドデバイスの非線形特性を線形化する補正および周波数特性の補正をそれぞれ施す。フロント信号処理部２１３は、補正後の第２のデータ信号ＤＩ２、ＤＱ２を、第３のデータ信号ＤＩ３（Ｉチャネル信号）、ＤＱ３（Ｑチャネル信号）として光変調部２０９へ出力する。 The front signal processing unit 213 performs nonlinearity of front end devices such as the DAC 207, the driver amplifier 208, the I-channel optical modulator 203, and the Q-channel optical modulator 204 with respect to the input second data signals DI2 and DQ2. Correction for linearizing the characteristic and correction for the frequency characteristic are performed. The front signal processing unit 213 outputs the corrected second data signals DI2 and DQ2 to the optical modulation unit 209 as third data signals DI3 (I channel signal) and DQ3 (Q channel signal).
　フロント信号処理部２１３について詳細に説明する。フロント信号処理部２１３のブロック構成図の一例を図３に示す。図３のフロント信号処理部２１３は、リニアライザ３０１－１、３０１－２および帯域補償フィルタ３０２－１、３０２－２から構成される。 The front signal processing unit 213 will be described in detail. An example of a block diagram of the front signal processing unit 213 is shown in FIG. The front signal processing unit 213 in FIG. 3 includes linearizers 301-1 and 301-2 and band compensation filters 302-1 and 302-2.
　リニアライザ３０１－１は、入力された第２のデータ信号ＤＩ２を、Ｉチャネル用光変調器２０３がもつ非線形特性を線形化するためのデータ列へ変換し、帯域補償フィルタ３０２－１へ出力する。帯域補償フィルタ３０２－１は、入力されたデータ列を、Ｉチャネル用光変調器２０３がもつ周波数特性を好適化するように補正し、第３のデータ信号ＤＩ３として光変調部２０９へ出力する。 The linearizer 301-1 converts the input second data signal DI2 into a data string for linearizing the nonlinear characteristic of the I-channel optical modulator 203, and outputs the data string to the band compensation filter 302-1. The band compensation filter 302-1 corrects the input data string so as to optimize the frequency characteristics of the I-channel optical modulator 203, and outputs it to the optical modulation unit 209 as the third data signal DI3.
　同様に、リニアライザ３０１－２は、入力された第２のデータ信号ＤＱ２を、Ｑチャネル用光変調器２０４がもつ非線形特性を線形化するためのデータ列に変換し、帯域補償フィルタ３０２－２へ出力する。帯域補償フィルタ３０２－２は、入力されたデータ列を、Ｑチャネル用光変調器２０４がもつ周波数特性を好適化するように補正し、第３のデータ信号ＤＱ３として光変調部２０９へ出力する。 Similarly, the linearizer 301-2 converts the input second data signal DQ2 into a data string for linearizing the nonlinear characteristic of the Q-channel optical modulator 204, and outputs the data string to the band compensation filter 302-2. Output. The band compensation filter 302-2 corrects the input data string so as to optimize the frequency characteristics of the Q-channel optical modulator 204, and outputs the data string to the optical modulation unit 209 as the third data signal DQ3.
　上述のフロント信号処理部２１３を備えることにより、光変調器やアナログフロントエンドデバイスに求められる性能を緩和することができる。従って、本実施形態に係るデジタル光送信機２００は、使用部品の歩留まりを向上することが可能になり、コストを低減することができる。 By providing the above-described front signal processing unit 213, performance required for the optical modulator and the analog front-end device can be relaxed. Therefore, the digital optical transmitter 200 according to the present embodiment can improve the yield of used parts, and can reduce the cost.
　ここで、図３では、フロント信号処理部２１３の構成例として、リニアライザ３０１と帯域補償フィルタ３０２とを備える構成を挙げたが、フロント信号処理部２１３の構成はこれに限定されない。例えば、システム要求に応じて、フロント信号処理部２１３はさらに、ＦＩＲ（ｆｉｎｉｔｅ　ｉｍｐｕｌｓｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ）／ＩＩＲ（ｉｎｆｉｎｉｔｅ　ｉｍｐｕｌｓｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ等の線形フィルタおよび非線形フィルタ、クリッピング処理などの信号処理部等を、単独あるいは複数組み合わせて備えることも出来る。また、予等化信号生成部２１１の後段にフロント信号処理部２１３を配置する必要はなく、予等化信号生成部２１１の前段もしくは前段・後段の両方にフロント信号処理部２１３を配置することも出来る。 Here, in FIG. 3, as a configuration example of the front signal processing unit 213, a configuration including the linearizer 301 and the band compensation filter 302 is described, but the configuration of the front signal processing unit 213 is not limited thereto. For example, according to the system requirements, the front signal processing unit 213 further includes a linear filter such as a FIR (finite impulse response) / IIR (infinite impulse response) filter, a nonlinear filter, a signal processing unit such as a clipping process, or the like. Multiple combinations can be provided. Further, it is not necessary to arrange the front signal processing unit 213 after the pre-equalization signal generation unit 211, and the front signal processing unit 213 may be arranged before the pre-equalization signal generation unit 211 or at both the front and rear stages. I can do it.
　なお、非線形特性の一例としては、ＤＡＣ２０７とドライバアンプ２０８の飽和特性が挙げられる。また、別の一例としては、Ｉチャネル用光変調器２０３あるいはＱチャネル用光変調器２０４の駆動印加電圧Ｖｍｏｄに対する出力信号の強度変化が正弦波特性であることに起因する非線形特性が挙げられる。なお、正弦波特性は、出力信号の強度変化がｓｉｎ（ｋＶｍｏｄ）あるいはｃｏｓ（ｋＶｍｏｄ）に比例する（ｋは定数）特性である。これらの非線形特性は単独に発生するものでなくてよく、複合的に発生していても良い。 An example of the non-linear characteristic is the saturation characteristic of the DAC 207 and the driver amplifier 208. Another example is a non-linear characteristic resulting from the change in the intensity of the output signal with respect to the drive applied voltage V mod of the I-channel optical modulator 203 or the Q-channel optical modulator 204 being a sine wave characteristic. It is done. The sine wave characteristic is a characteristic in which the intensity change of the output signal is proportional to sin (kV mod ) or cos (kV mod ) (k is a constant). These nonlinear characteristics do not have to be generated independently, and may be generated in combination.
　図２の説明に戻る。光変調部２０９に入力された第３のデータ信号ＤＩ３（Ｉチャネル信号）、ＤＱ３（Ｑチャネル信号）は、ＤＡＣ２０７－１、２０７－２において第３のデータ信号ＤＩ３、ＤＱ３のデジタル信号振幅に比例したアナログ信号に変換され、ドライバアンプ２０８－１、２０８－２へそれぞれ出力される。 Returning to the explanation of FIG. The third data signals DI3 (I channel signal) and DQ3 (Q channel signal) input to the optical modulation unit 209 are proportional to the digital signal amplitudes of the third data signals DI3 and DQ3 in the DACs 207-1 and 207-2. Are converted to analog signals and output to the driver amplifiers 208-1 and 208-2, respectively.
　ドライバアンプ２０８－１、２０８－２は、入力されたアナログ信号の電気振幅を適切な振幅まで増幅し、駆動信号としてＭＺ型Ｉ／Ｑ光変調器２０６のＩチャネル用光変調器２０３およびＱチャネル用光変調器２０４へそれぞれ出力する。なお、これと同じ波長情報が上述のＤＣオフセット量算出部２１４へも入力される。 The driver amplifiers 208-1 and 208-2 amplify the electrical amplitude of the input analog signal to an appropriate amplitude, and use the I-channel optical modulator 203 and the Q channel of the MZ type I / Q optical modulator 206 as drive signals. To the optical modulator 204 for output. The same wavelength information is also input to the DC offset amount calculation unit 214 described above.
　光源２０１は、例えば、外部から波長情報が与えられ、その波長情報に応じた連続光の光信号をＭＺ型Ｉ／Ｑ光変調器２０６へ出力する。 The light source 201 is provided with wavelength information from the outside, for example, and outputs an optical signal of continuous light corresponding to the wavelength information to the MZ type I / Q optical modulator 206.
　ＭＺ型Ｉ／Ｑ光変調器２０６は、光源２０１から入力された光信号を光導波路に沿ってＩチャネル光導波路とＱチャネル光導波路を通過する２つの光信号にＹ分岐する。分岐された一方の光信号はＩチャネル用光変調器２０３を通過し、他方の光信号はＱチャネル用光変調器２０４およびπ／２移相器２０５を通過する。 The MZ type I / Q optical modulator 206 branches the optical signal input from the light source 201 into two optical signals passing through the I channel optical waveguide and the Q channel optical waveguide along the optical waveguide. One of the branched optical signals passes through the I-channel optical modulator 203, and the other optical signal passes through the Q-channel optical modulator 204 and the π / 2 phase shifter 205.
　光信号がＩチャネル用光変調器２０３、Ｑチャネル用光変調器２０４を通過する時、ドライバアンプ２０８－１、２０８－２から入力された電気信号に応じた光位相変調が施される。そして、Ｑチャネル用光変調器２０４を通過した光信号は、π／２移相器２０５において位相がπ／２変化する。Ｉチャネル用光変調器２０３を通過した光信号と、Ｑチャネル用光変調器２０４およびπ／２移相器２０５を通過した光信号とは、Ｙ結合された光導波路により合波され、送信信号として出力される。 When the optical signal passes through the I-channel optical modulator 203 and the Q-channel optical modulator 204, optical phase modulation is performed according to the electrical signals input from the driver amplifiers 208-1 and 208-2. The phase of the optical signal that has passed through the Q-channel optical modulator 204 changes by π / 2 in the π / 2 phase shifter 205. The optical signal that has passed through the I-channel optical modulator 203 and the optical signal that has passed through the Q-channel optical modulator 204 and the π / 2 phase shifter 205 are combined by a Y-coupled optical waveguide and transmitted. Is output as
　上述したように、本実施形態に係るデジタル光送信機２００において、ＤＣオフセット量算出部２１４は、光源２０１から出力される連続光の波長におけるＩチャネル用光変調器２０３、Ｑチャネル用光変調器２０４のそれぞれの消光比特性を相殺するためのＤＣオフセット量を算出する。そして、ＤＣオフセット量が予め付与されたデータ信号によってＩチャネル用光変調器２０３、Ｑチャネル用光変調器２０４を駆動する。これにより、ＭＺ型Ｉ／Ｑ光変調器２０６が有する消光比による波形歪みが補償され、品質が好適に保たれた送信信号が出力される。 As described above, in the digital optical transmitter 200 according to this embodiment, the DC offset amount calculation unit 214 includes the I-channel optical modulator 203 and the Q-channel optical modulator at the wavelength of continuous light output from the light source 201. A DC offset amount for canceling each extinction ratio characteristic of 204 is calculated. Then, the I-channel optical modulator 203 and the Q-channel optical modulator 204 are driven by a data signal to which a DC offset amount is given in advance. As a result, the waveform distortion due to the extinction ratio of the MZ type I / Q optical modulator 206 is compensated, and a transmission signal whose quality is suitably maintained is output.
　次に、ＤＣ加算部２１２およびＤＣオフセット量算出部２１４の動作により、ＭＺ型Ｉ／Ｑ光変調器２０６が有する消光比による波形歪が低減される仕組みを詳細に説明する。ＭＺ型Ｉ／Ｑ光変調器２０６を構成するＩチャネル用光変調器２０３の構成例を図４に示す。図４に示すように、Ｉチャネル用光変調器２０３として、上側位相変調器４０１と下側位相変調器４０２によって構成されたＭＺ光変調器を適用することができる。なお、Ｑチャネル用光変調器２０４も同様に構成することができる。 Next, the mechanism in which the waveform distortion due to the extinction ratio of the MZ type I / Q optical modulator 206 is reduced by the operation of the DC adder 212 and the DC offset amount calculator 214 will be described in detail. An example of the configuration of the I-channel optical modulator 203 constituting the MZ type I / Q optical modulator 206 is shown in FIG. As shown in FIG. 4, an MZ optical modulator composed of an upper phase modulator 401 and a lower phase modulator 402 can be applied as the I-channel optical modulator 203. The Q-channel optical modulator 204 can be configured in the same manner.
　Ｉチャネル用光変調器２０３に入力された光信号ｅｘｐ（ｉωｔ）（ｉ：虚数単位、ω：光信号の角周波数）は２つの光信号に分岐され、一方が上側位相変調器４０１へ、他方が下側位相変調器４０２へ導かれる。上側位相変調器４０１へ入力される光信号の電場強度はＡ＋ｅｘｐ（ｉωｔ）、下側位相変調器４０２へ入力される光信号の電場強度はＡ－ｅｘｐ（ｉωｔ）、で与えられる。 The optical signal exp (iωt) (i: imaginary unit, ω: angular frequency of the optical signal) input to the I-channel optical modulator 203 is branched into two optical signals, one to the upper phase modulator 401 and the other Is directed to the lower phase modulator 402. The electric field strength of the optical signal input to the upper phase modulator 401 is given by A + exp (iωt), and the electric field strength of the optical signal input to the lower phase modulator 402 is given by A − exp (iωt).
　このとき、上側位相変調器４０１で付与される位相回転量はｅｘｐ（ｉπＶ／２Ｖπ）、下側位相変調器４０２で付与される位相回転量はｅｘｐ（－ｉπＶ／２Ｖπ）、で与えられる。なお、Ｖは上側位相変調器４０１および下側位相変調器４０２を駆動する駆動電圧、Ｖπは位相回転量がπになる印加電圧である。上側位相変調器４０１と下側位相変調器４０２においてそれぞれ位相変調された光信号Ｅ＋、Ｅ－は、出力段においてＹ結合された後、Ｉチャネル用光変調器２０３からＩチャネル送信信号Ｅｏｕｔ＝Ｅ＋＋Ｅ－として出力される。 At this time, the phase rotation amount given by the upper phase modulator 401 is given by exp (iπV / 2V π ), and the phase rotation amount given by the lower phase modulator 402 is given by exp (−iπV / 2V π ). . Incidentally, V is a driving voltage for driving the upper phase modulator 401 and a lower phase modulator 402, the V [pi is the applied voltage phase rotation amount becomes [pi. The optical signals E + and E − phase-modulated by the upper phase modulator 401 and the lower phase modulator 402 are Y-coupled at the output stage, and then transmitted from the I channel optical modulator 203 to the I channel transmission signal E out. = E + + E − is output.
　先ず、Ａ＋≠Ａ－の場合について説明する。Ａ＋≠Ａ－の時のＥ＋、Ｅ－を図５Ａに、Ｅｏｕｔ＝Ｅ＋＋Ｅ－を図５Ｂに示す。図５Ａにおいて、黒色の線がＥ＋を、灰色の線がＥ－を表す。また、図５Ｂには、上側位相変調器４０１と下側位相変調器４０２の消光比ごとのＥｏｕｔを示した。 First, the case of A + ≠ A − will be described. FIG. 5A shows E + and E − when A + ≠ A − , and FIG. 5B shows E out = E + + E − . In FIG. 5A, the black line represents E + and the gray line represents E − . FIG. 5B shows E out for each extinction ratio of the upper phase modulator 401 and the lower phase modulator 402.
　図５Ｂから分かるように、Ａ＋≠Ａ－の場合、理想的なＡ＋＝Ａ－の場合には打ち消し合うはずのＱ成分（図中のＱ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）が発生し、誤差が発生する。この誤差は、消光比（ＥＲ：ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏ）＝（Ａ＋＋Ａ－）／（Ａ＋－Ａ－）に反比例することが、一般的な理論計算から知られている。 As can be seen from FIG. 5B, in the case of A + ≠ A − , Q components (Q-components in the figure) that should cancel each other in the case of ideal A + = A − are generated, and an error occurs. It is known from general theoretical calculation that this error is inversely proportional to the extinction ratio (ER) = (A + + A − ) / (A + −A − ).
　例えば、上側位相変調器４０１と下側位相変調器４０２の消光比が１５ｄＢである光変調器を、Ｉチャネル用光変調器２０３およびＱチャネル用光変調器２０４として使用した場合、Ｉ、Ｑそれぞれ４ｂｉｔ（１６諧調）精度のデータ列を入力した際のコンスタレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）は、図６に示す形となる。図６に示すように、消光比が理想的（ＥＲ＝∞）でない場合はＩチャネル用光変調器２０３、Ｑチャネル用光変調器２０４からの出力コンスタレーションは弓形に歪む。 For example, when an optical modulator having an extinction ratio of 15 dB between the upper phase modulator 401 and the lower phase modulator 402 is used as the I channel optical modulator 203 and the Q channel optical modulator 204, each of I and Q A constellation when a 4-bit (16 tone) precision data string is input has the form shown in FIG. As shown in FIG. 6, when the extinction ratio is not ideal (ER = ∞), the output constellations from the I-channel optical modulator 203 and the Q-channel optical modulator 204 are distorted in a bow shape.
　弓形に歪んだ出力コンスタレーションを補償するメカニズムについて説明する。消光比が理想的（∞）ではない時の、波形歪みの概念図（図５Ｂに示した誤差に相当）を図７Ａに示す。図７Ａでは、Ｉチャネル用光変調器２０３を駆動する信号としてデータ列ａＩが入力された場合の、Ｉチャネル用光変調器２０３からの出力に含まれるＱチャネル成分への歪み量ΔａＱを図示した。なお、Ｑチャネル用光変調器２０４も同様の原理によって動作するため、Ｉチャネル用光変調器２０３に関してのみ説明する。 A mechanism for compensating the output constellation distorted in a bow shape will be described. FIG. 7A shows a conceptual diagram of waveform distortion (corresponding to the error shown in FIG. 5B) when the extinction ratio is not ideal (∞). In FIG. 7A, the distortion amount Δa Q to the Q channel component included in the output from the I channel optical modulator 203 when the data string a I is input as a signal for driving the I channel optical modulator 203 is shown. Illustrated. Since the Q-channel optical modulator 204 also operates according to the same principle, only the I-channel optical modulator 203 will be described.
　図７Ａに示すとおり、消光比が理想的（∞）ではない時は、Ｉチャネル用光変調器２０３を駆動する信号が零（ａＩ＝０）、すなわち無信号の時も、Ｑチャネル成分へ漏れこむ誤差成分ＥｒｒＱが生じる。また、図７Ａに示すとおり、ａＩの絶対値が大きいほど誤差成分ΔａＱが小さく、ａＩの絶対値が小さいほど（０に近いほど）誤差成分ΔａＱが大きい。特にａＩの絶対値が０付近においては、その誤差成分ΔａＱは比較的一定であり、ａＩ＝０の時の誤差成分ＥｒｒＱと概ね一致する。 As shown in FIG. 7A, when the extinction ratio is not ideal (∞), even when the signal for driving the optical modulator for I channel 203 is zero (a I = 0), that is, when there is no signal, the Q channel component is obtained. An error component ErrQ that leaks occurs. Further, as shown in FIG. 7A, small enough error component .DELTA.a Q is large absolute value of a I, (closer to 0) absolute as value is small a I error component .DELTA.a Q is large. In particular, when the absolute value of a I is near 0, the error component Δa Q is relatively constant and substantially coincides with the error component ErrQ when a I = 0.
　そこで、本実施形態に係るＤＣオフセット量算出部２１４は、与えられた波長情報からＥｒｒＱを打ち消すためのＤＣオフセット量を取得し、取得したＤＣオフセット量をＤＣ加算部２１２－２（Ｑチャネル側）を用いてＱチャネル用光変調器２０４の駆動信号に予め加算する。これにより、ＭＺ型Ｉ／Ｑ光変調器２０６の光結合部において合波されることで、光変調器出力におけるＱチャネル成分の誤差を補償することができる。図７Ｂは、Ｑチャネル成分の誤差を補償した後の誤差ΔａＱ’を示す。 Therefore, the DC offset amount calculation unit 214 according to the present embodiment acquires a DC offset amount for canceling ErrQ from the given wavelength information, and uses the acquired DC offset amount as a DC addition unit 212-2 (Q channel side). Is added in advance to the drive signal of the Q-channel optical modulator 204. Thereby, by combining at the optical coupling part of the MZ type I / Q optical modulator 206, it is possible to compensate for an error of the Q channel component in the optical modulator output. FIG. 7B shows the error Δa Q ′ after compensating for the Q channel component error.
　図７Ａ、図７Ｂから明らかなように、ＤＣ加算部２１２－２においてａＩ＝０の時の誤差成分ＥｒｒＱを打ち消すためのＤＣオフセット量を加算することは、図７Ａに示した誤差の特性を、図７Ｂで示した特性まで下方に平行移動することを意味する。その結果、図７Ｂに示す通り、補償後の誤差ΔａＱ’は、ａＩ＝０においてΔａＱ’＝０となり、ａＩの絶対値が大きくなるにつれ誤差成分ΔａＱ’が大きくなる一方、ａＩの絶対値が０付近においては誤差成分ΔａＱ’が概ね相殺される。 As is apparent from FIGS. 7A and 7B, the addition of the DC offset amount for canceling the error component ErrQ when a I = 0 in the DC adder 212-2 has the error characteristics shown in FIG. 7A. , Which means to translate downward to the characteristics shown in FIG. 7B. As a result, as shown in FIG. 7B, the error .DELTA.a Q 'is, .DELTA.a Q in a I = 0' after compensation while error components .DELTA.a Q 'is increased as the = 0, the absolute value of a I increases, a When the absolute value of I is around 0, the error component Δa Q ′ is almost canceled out.
　従って、ａＩの絶対値が大きい領域では、消光比の影響による誤差が大きくなるものの、光変調器を駆動する信号振幅を小さく抑えて使用することにより、消光比による誤差の影響を低減することができる。特に、予等化信号生成部２１１において伝送路の特性を予め等化する予等化処理を施した場合は送信信号の平均値とピーク値の比率が大きくなり、例えば正規分布のように０付近に信号が集中するため、本実施形態における補償による効果がより大きく表れる。 Accordingly, in a region having a large absolute value of a I, although error increases due to the influence of the extinction ratio, by using the signal amplitude to drive the optical modulator kept small by, reducing the influence of errors due to the extinction ratio Can do. In particular, when the pre-equalization processing for pre-equalizing the characteristics of the transmission path is performed in the pre-equalization signal generation unit 211, the ratio between the average value and the peak value of the transmission signal becomes large. Therefore, the effect of compensation in the present embodiment is more significant.
　さらに詳細には、消光比によって生じる誤差は、主に送信信号における搬送波信号成分として大きく表れる。このため、同一の送信パワーで比較した場合、消光比が理想的な場合（∞）、その送信パワーのすべてを、情報をもつ意味のある信号成分として使える。これに対して、消光比が劣化した場合、送信パワーのうち搬送波成分に分配されるパワーが増大し、相対的に、情報を持つ信号成分のパワーが小さくなる。従って、信号のＳ／Ｎが劣化して伝送特性も劣化する。 More specifically, errors caused by the extinction ratio mainly appear as carrier signal components in the transmission signal. For this reason, when compared with the same transmission power, when the extinction ratio is ideal (∞), all of the transmission power can be used as a meaningful signal component having information. On the other hand, when the extinction ratio is deteriorated, the power distributed to the carrier component in the transmission power is increased, and the power of the signal component having information is relatively decreased. Accordingly, the S / N of the signal deteriorates and the transmission characteristics also deteriorate.
　しかしながら、本実施形態の構成は、消光比による搬送波信号成分の増大を低減することができ、同一の送信パワーで比較して、消光比による搬送波信号成分の増大による信号Ｓ／Ｎの劣化を低減できる。従って、伝送特性の劣化を低減する効果が得られる。 However, the configuration of the present embodiment can reduce the increase in the carrier signal component due to the extinction ratio, and reduce the degradation of the signal S / N due to the increase in the carrier signal component due to the extinction ratio compared with the same transmission power. it can. Therefore, an effect of reducing the deterioration of transmission characteristics can be obtained.
　そして、一般的に光変調器の消光比は、製造上のバラツキだけでなく、波長によって大きく変動する。従って、ＤＣオフセット量算出部２１４は、適用する波長情報に基づいて適切なＤＣオフセット量を算出する。例えば、波長ごとに、光変調器の消光比あるいはそれを補償する適切なＤＣオフセット量を予め測定してＬＵＴ（Ｌｏｏｋ－Ｕｐ　Ｔａｂｌｅ）などに記録しておき、実際のシステム運用時には、波長情報をもとにＬＵＴから適切なＤＣオフセット量を抽出して設定しても良い。あるいは、波長情報と消光比の関係が分かっていれば、計算によって算出してもよい。さらに、ＬＵＴおよび補間用の演算を組合せて、より高精度なＤＣオフセット量を算出してもよく、その方法はこれらに限定されない。 In general, the extinction ratio of the optical modulator greatly fluctuates depending on the wavelength as well as manufacturing variations. Therefore, the DC offset amount calculation unit 214 calculates an appropriate DC offset amount based on the applied wavelength information. For example, for each wavelength, the extinction ratio of the optical modulator or an appropriate DC offset amount to compensate for it is measured in advance and recorded in a LUT (Look-Up Table). Based on the LUT, an appropriate DC offset amount may be extracted and set. Alternatively, if the relationship between the wavelength information and the extinction ratio is known, it may be calculated. Furthermore, a more accurate DC offset amount may be calculated by combining the LUT and the interpolation operation, and the method is not limited to these.
　以上説明したとおり、本実施形態によれば、ＭＺ型Ｉ／Ｑ光変調器２０６において消光比の影響により波形歪みが付与されてしまう場合でも、出力される送信信号の品質を好適に保ち、システム性能を維持できる。 As described above, according to the present embodiment, even when waveform distortion is applied due to the extinction ratio in the MZ type I / Q optical modulator 206, the quality of the output transmission signal is suitably maintained, and the system Performance can be maintained.
　（第３の実施形態）
　第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る光送受信機のブロック構成図を図８に示す。本実施形態に係るデジタル光送信機８００は、第２の実施形態で説明した図２のデジタル光送信機２００に、信号品質モニタ８０１および波形歪み量検出部８０２を追加することによって構成される。ここで、図２のデジタル光送信機２００と同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。 (Third embodiment)
A third embodiment will be described. FIG. 8 shows a block diagram of the optical transceiver according to the present embodiment. The digital optical transmitter 800 according to this embodiment is configured by adding a signal quality monitor 801 and a waveform distortion amount detection unit 802 to the digital optical transmitter 200 of FIG. 2 described in the second embodiment. Here, the same components as those of the digital optical transmitter 200 of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
　信号品質モニタ８０１は、光変調部２０９から出力された送信信号をモニタし、モニタ情報を波形歪み量検出部８０２へ出力する。信号品質モニタ８０１としては、波形モニタ、スペクトルモニタ、誤り率モニタ、コンスタレーションモニタ、パワーモニタなど、送信信号と発生する歪みの種類とに応じて好適なモニタが選択される。 The signal quality monitor 801 monitors the transmission signal output from the light modulation unit 209 and outputs monitor information to the waveform distortion amount detection unit 802. As the signal quality monitor 801, a suitable monitor such as a waveform monitor, a spectrum monitor, an error rate monitor, a constellation monitor, or a power monitor is selected according to the transmission signal and the type of distortion to be generated.
　波形歪み量検出部８０２は、入力されたモニタ情報に基づいて波形歪み量を検出し、検出した波形歪み量をＤＣオフセット量算出部２１４へ出力する。 The waveform distortion amount detection unit 802 detects the waveform distortion amount based on the input monitor information, and outputs the detected waveform distortion amount to the DC offset amount calculation unit 214.
　ＤＣオフセット量算出部２１４は、第２の実施形態で説明した波長情報に基づく補償に加えて、波形歪み量検出部８０２から入力された波形歪みが最小となるように調整された（フィードバック制御された）ＤＣオフセット量をＤＣ加算部２１２へ出力する。 In addition to the compensation based on the wavelength information described in the second embodiment, the DC offset amount calculation unit 214 has been adjusted (feedback controlled) so that the waveform distortion input from the waveform distortion amount detection unit 802 is minimized. D) Output the DC offset amount to the DC adder 212.
　このように構成されたデジタル光送信機８００においては、時間的に変動するような消光比による波形歪みが付与されることによって、デジタル光送信機８００から出力された送信信号の信号品質が劣化した場合でも、適応的にその影響を低減できる。 In the digital optical transmitter 800 configured in this way, the signal quality of the transmission signal output from the digital optical transmitter 800 deteriorates due to the waveform distortion caused by the extinction ratio that varies with time. Even in this case, the influence can be reduced adaptively.
　なお、必ずしも波形歪み量検出部８０２からの波形歪み量をフィードバック的にＤＣ加算部２１２に設定する必要はない。例えば、予めプリセット的に波形歪み量の初期値を設定しておき、経年変化等による長時間変動が生じることによってある一定の大きさの波形歪みが発生した場合に、ＤＣオフセット量算出部２１４において、波形歪み量検出部８０２から入力された波形歪みに基づいて設定を更新することも出来る。この場合、複雑な制御を行うことなく、簡易に送信信号の信号品質を維持できる。 Note that it is not always necessary to set the waveform distortion amount from the waveform distortion amount detection unit 802 in the DC addition unit 212 in a feedback manner. For example, the initial value of the waveform distortion amount is preset in advance, and when a certain amount of waveform distortion occurs due to long-term fluctuation due to secular change or the like, the DC offset amount calculation unit 214 The setting can also be updated based on the waveform distortion input from the waveform distortion amount detection unit 802. In this case, the signal quality of the transmission signal can be easily maintained without performing complicated control.
　（第４の実施形態）
　第４の実施形態について説明する。本実施形態に係る光送受信機のブロック構成図を図９に示す。本実施形態に係るデジタル光送信機９００は、第２の実施形態で説明した図２のデジタル光送信機２００に加えて、Ｉチャネル信号品質モニタ９０１－１、Ｑチャネル信号品質モニタ９０１－２を備える。 (Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described. FIG. 9 shows a block diagram of the optical transceiver according to the present embodiment. A digital optical transmitter 900 according to this embodiment includes an I channel signal quality monitor 901-1 and a Q channel signal quality monitor 901-2 in addition to the digital optical transmitter 200 of FIG. 2 described in the second embodiment. Prepare.
　Ｉチャネル信号品質モニタ９０１－１、Ｑチャネル信号品質モニタ９０１－２は、波形モニタやスペクトラムアナライザ等の、Ｉチャネル用光変調器２０３、Ｑチャネル用光変調器２０４から出力される光信号の特性を好適に取得できるモニタが選択される。具体的には、Ｉチャネル信号品質モニタ９０１－１、Ｑチャネル信号品質モニタ９０１－２には、Ｉチャネル用光変調器２０３、Ｑチャネル用光変調器２０４から出力された光信号の一部が入力され、入力された光信号の各種特性をモニタする。 The I channel signal quality monitor 901-1 and the Q channel signal quality monitor 901-2 are characteristics of optical signals output from the I channel optical modulator 203 and the Q channel optical modulator 204, such as a waveform monitor and a spectrum analyzer. A monitor that can preferably acquire the is selected. Specifically, in the I channel signal quality monitor 901-1 and the Q channel signal quality monitor 901-2, some of the optical signals output from the I channel optical modulator 203 and the Q channel optical modulator 204 are stored. Input and monitor various characteristics of the input optical signal.
　ＤＣオフセット量算出部２１４は、Ｉチャネルの算出部９０２－１およびＱチャネル側の算出部９０２－２を含む。そして、Ｉチャネル信号品質モニタ９０１－１において取得された光信号の特性をＱチャネル算出部９０２－２へ、Ｑチャネル信号品質モニタ９０１－２において取得された光信号の特性をＩチャネル算出部９０２－１へフィードバックする。 The DC offset amount calculation unit 214 includes an I channel calculation unit 902-1 and a Q channel side calculation unit 902-2. Then, the characteristics of the optical signal acquired by the I channel signal quality monitor 901-1 are sent to the Q channel calculation unit 902-2, and the characteristics of the optical signal acquired by the Q channel signal quality monitor 901-2 are sent to the I channel calculation unit 902. Feedback to -1.
　第２の実施形態で説明したとおり、Ｉチャネル用光変調器２０３における消光比の影響はＱチャネル側のＤＣオフセット量を調整することによって補償し、Ｑチャネル用光変調器２０４における消光比の影響はＩチャネル側のＤＣオフセット量を調整することによって補償する。従って、図９に示す通り、Ｉチャネル用光変調器２０３、Ｑチャネル用光変調器２０４の特性をそれぞれモニタし、それぞれ他方側の算出部９０２にフィードバックすることにより、Ｉチャネル用光変調器２０３、Ｑチャネル用光変調器２０４の特性が独立に時間的に変動している状態での消光比によって波形歪みが付与される場合においても、より直接的かつ適応的にその影響を低減することができる。 As described in the second embodiment, the influence of the extinction ratio in the I-channel optical modulator 203 is compensated by adjusting the DC offset amount on the Q channel side, and the influence of the extinction ratio in the Q-channel optical modulator 204 is compensated. Is compensated by adjusting the DC offset amount on the I channel side. Accordingly, as shown in FIG. 9, the characteristics of the I-channel optical modulator 203 and the Q-channel optical modulator 204 are monitored and fed back to the calculation unit 902 on the other side. Even when the waveform distortion is given by the extinction ratio in the state where the characteristics of the Q-channel optical modulator 204 are temporally varied independently, the influence can be reduced more directly and adaptively. it can.
　なお、図９に示すデジタル光送信機９００においては、第３の実施形態で示した信号品質のモニタ情報から歪み量を検出する図８の波形歪み量検出部８０２の機能を、Ｉチャネル算出部９０２－１及びＱチャネル算出部９０２－２において行う。 In the digital optical transmitter 900 shown in FIG. 9, the function of the waveform distortion amount detection unit 802 in FIG. 8 that detects the distortion amount from the signal quality monitor information shown in the third embodiment is the same as the I channel calculation unit. This is performed in 902-1 and the Q channel calculation unit 902-2.
　以上のように、上述の実施形態に係るデジタル光送信機は、ＱＡＭなどの多値変調信号や複雑な送信波形を用いる予等化信号を用いた際にも、ＤＣオフセットを加算するのみの簡単な構成により、使用するＭＺ光変調器の消光比に起因する波形歪みを補正でき、通信品質の劣化を抑制できる。 As described above, the digital optical transmitter according to the above-described embodiment can simply add a DC offset even when a multi-level modulation signal such as QAM or a pre-equalization signal using a complicated transmission waveform is used. With this configuration, waveform distortion caused by the extinction ratio of the MZ optical modulator to be used can be corrected, and deterioration of communication quality can be suppressed.
　なお、本発明によれば、ＤＣオフセット量を算出する際にドライバアンプなどの電気デバイスのオフセットも考慮することにより、消光比による波形歪みだけではなく、ドライバなどの特性に起因する波形歪みも合せて補償できる。 In addition, according to the present invention, not only waveform distortion due to the extinction ratio but also waveform distortion caused by characteristics of the driver and the like are taken into account by taking into account the offset of an electric device such as a driver amplifier when calculating the DC offset amount. Can compensate.
　また、光変調器やアナログフロントエンドデバイスに求められる性能を緩和できるので、使用部品の歩留まりを向上することが可能であり、低コストなデジタル光送信機を提供できる。 Also, since the performance required for optical modulators and analog front-end devices can be relaxed, it is possible to improve the yield of used parts and provide a low-cost digital optical transmitter.
　本発明は、コアやメトロ用の通信ネットワークだけでなく、光を用いた通信ネットワーク全てにおいて適用することができる。さらに、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。 The present invention can be applied not only to communication networks for cores and metros but also to all communication networks using light. Furthermore, the invention of the present application is not limited to the above-described embodiment, and any design change or the like within a range not departing from the gist of the invention is included in the invention. Moreover, although a part or all of said embodiment can be described also as the following additional remarks, it is not restricted to the following.
　[付記１]
与えられた波長情報に基づいて光信号を出力する光出力手段と、
前記光信号を第１光信号および第２光信号へ２分岐する分岐手段と、
与えられた波長情報に基づいて、第１の光変調器および第２の光変調器のそれぞれの歪に対応するＤＣオフセット量を算出し、算出したＤＣオフセット量を２つのデータ信号にそれぞれ加算して第１データ信号および第２データ信号として出力するデータ信号出力手段と、
前記第１光信号を前記第１データ信号によって変調して第１変調信号を出力する第１の光変調器と、
前記第２光信号を前記第２データ信号によって変調して第２変調信号を出力する第２の光変調器と、
前記第１変調信号および第２変調信号を結合して送信信号を出力する結合手段と、
を備える光送信機。 [Appendix 1]
Optical output means for outputting an optical signal based on given wavelength information;
Branching means for branching the optical signal into a first optical signal and a second optical signal;
Based on the given wavelength information, a DC offset amount corresponding to each distortion of the first optical modulator and the second optical modulator is calculated, and the calculated DC offset amount is added to each of the two data signals. Data signal output means for outputting the first data signal and the second data signal;
A first optical modulator that modulates the first optical signal with the first data signal and outputs a first modulated signal;
A second optical modulator that modulates the second optical signal with the second data signal and outputs a second modulated signal;
Coupling means for combining the first modulated signal and the second modulated signal to output a transmission signal;
An optical transmitter.
　[付記２]
前記データ出力手段は、
第１光信号を変調するためのデータ信号に、前記光出力手段から出力された光信号の波長における前記第２の光変調器の歪を相殺するＤＣオフセット量を加算することによって、第１データ信号を生成すると共に、
第２光信号を変調するためのデータ信号に、前記光出力手段から出力された光信号の波長における前記第１の光変調器の歪を相殺するＤＣオフセット量を加算することによって、第２データ信号を生成する、
付記１に記載の光送信機。 [Appendix 2]
The data output means includes
By adding a DC offset amount that cancels distortion of the second optical modulator at the wavelength of the optical signal output from the optical output means, to the data signal for modulating the first optical signal, the first data Generate a signal,
By adding to the data signal for modulating the second optical signal a DC offset amount that cancels the distortion of the first optical modulator at the wavelength of the optical signal output from the optical output means, the second data Generate signal,
The optical transmitter according to appendix 1.
　[付記３]
前記結合手段から出力された送信信号から波形歪みを抽出するモニタ手段をさらに備え、
前記データ信号出力手段は、前記与えられた波長情報および前記抽出された波形歪みに基づいて前記ＤＣオフセット量を算出する、
付記１または２に記載の光送信機。 [Appendix 3]
And further comprising monitor means for extracting waveform distortion from the transmission signal output from the combining means,
The data signal output means calculates the DC offset amount based on the given wavelength information and the extracted waveform distortion.
The optical transmitter according to appendix 1 or 2.
　[付記４]
前記第１変調信号から第１波形歪みを抽出する第１モニタ手段と、
前記第２変調信号から第２波形歪みを抽出する第２モニタ手段と、
をさらに備え、
前記データ信号出力手段は、
前記第１光信号を変調するためのデータ信号に、前記与えられた波長情報および前記抽出された第２波形歪みに基づいて算出したＤＣオフセット量を加算することによって、第１データ信号を生成すると共に、
前記第２光信号を変調するためのデータ信号に、前記与えられた波長情報および前記抽出された第１波形歪みに基づいて算出したＤＣオフセット量を加算することによって、第２データ信号を生成する、
付記１または２に記載の光送信機。 [Appendix 4]
First monitoring means for extracting a first waveform distortion from the first modulated signal;
Second monitoring means for extracting a second waveform distortion from the second modulated signal;
Further comprising
The data signal output means includes
A first data signal is generated by adding a DC offset amount calculated based on the given wavelength information and the extracted second waveform distortion to a data signal for modulating the first optical signal. With
A second data signal is generated by adding a DC offset amount calculated based on the given wavelength information and the extracted first waveform distortion to a data signal for modulating the second optical signal. ,
The optical transmitter according to appendix 1 or 2.
　[付記５]
前記データ信号出力手段は、波長ごとに前記第１の光変調器および第２の光変調器のＤＣオフセット量が登録されたテーブルを備え、前記与えられた波長情報に対応するＤＣオフセット量を前記テーブルから抽出する、付記１乃至４のいずれか１項に記載の光送信機。 [Appendix 5]
The data signal output means includes a table in which DC offset amounts of the first optical modulator and the second optical modulator are registered for each wavelength, and the DC offset amount corresponding to the given wavelength information is The optical transmitter according to any one of appendices 1 to 4, which is extracted from a table.
　[付記６]
前記第１の光変調器はＩチャネル用光変調器であり、
前記第２の光変調器はＱチャネル用光変調器であり、
前記第２の光変調器と前記結合手段との間に配置されたπ／２移相器をさらに備え、
前記分岐手段および結合手段はそれぞれＹ分岐された光導波路によって構成される、
付記１乃至５のいずれか１項に記載の光送信機。 [Appendix 6]
The first optical modulator is an I-channel optical modulator;
The second optical modulator is a Q-channel optical modulator;
A π / 2 phase shifter disposed between the second optical modulator and the coupling means;
The branching means and the coupling means are each constituted by a Y-branched optical waveguide.
The optical transmitter according to any one of appendices 1 to 5.
　[付記７]
２つの送信信号に変調方式に応じた符号化を施して出力する符号化手段と、
前記符号化された２つの送信信号に伝送路特性の逆特性を付与することによって前記２つのデータ信号を出力する予等化手段と、
前記データ信号出力手段から出力された第１データ信号および第２データ信号にフロントエンドデバイスの非線形特性を線形化する処理及び周波数特性を補正する処理を施して前記第１の光変調器および第２の光変調器へそれぞれ出力するフロント信号処理手段と、
をさらに備える付記６に記載の光送信機。 [Appendix 7]
Encoding means for encoding and outputting two transmission signals according to a modulation method;
Pre-equalization means for outputting the two data signals by giving inverse characteristics of transmission path characteristics to the two encoded transmission signals;
The first data modulator and the second data signal are subjected to a process for linearizing a nonlinear characteristic of a front-end device and a process for correcting a frequency characteristic to the first data signal and the second data signal output from the data signal output unit. Front signal processing means for outputting to each optical modulator,
The optical transmitter according to appendix 6, further comprising:
　[付記８]
付記１乃至７のいずれか１項に記載の光送信機が配置された光通信システム。 [Appendix 8]
An optical communication system in which the optical transmitter according to any one of appendices 1 to 7 is arranged.
　[付記９]
第１の変調器および第２の変調器を用いた光送信方法であって、
与えられた波長情報に基づいて光信号を出力し、該出力された光信号を２分岐して第１光信号および第２光信号を出力し、
前記与えられた波長情報に基づいて前記第１の光変調器および第２の光変調器のそれぞれの歪に対応するＤＣオフセット量を算出し、算出したＤＣオフセット量を２つのデータ信号にそれぞれ加算して第１データ信号および第２データ信号として出力し、
前記第１の変調器において、前記第１光信号を前記第１データ信号によって変調して第１変調信号を出力し、
前記第２の変調器において、前記第２光信号を前記第２データ信号によって変調して第２変調信号を出力し、
前記出力された第１変調信号および第２変調信号を結合して送信信号を出力する、
光送信方法。 [Appendix 9]
An optical transmission method using a first modulator and a second modulator,
An optical signal is output based on the given wavelength information, and the output optical signal is branched into two to output a first optical signal and a second optical signal,
Based on the given wavelength information, a DC offset amount corresponding to each distortion of the first optical modulator and the second optical modulator is calculated, and the calculated DC offset amount is added to each of the two data signals. And output as the first data signal and the second data signal,
In the first modulator, the first optical signal is modulated with the first data signal to output a first modulated signal;
In the second modulator, the second optical signal is modulated with the second data signal to output a second modulated signal;
Combining the output first modulated signal and second modulated signal to output a transmission signal;
Optical transmission method.
　[付記１０]
第１光信号を変調するためのデータ信号に、前記出力された光信号の波長における前記第２の光変調器の歪を相殺するＤＣオフセット量を加算することによって、前記第１データ信号を生成し、
第２光信号を変調するためのデータ信号に、前記出力された光信号の波長において前記第１の光変調器の歪を相殺するＤＣオフセット量を加算することによって、前記第２データ信号を生成する、
付記９に記載の光送信方法。 [Appendix 10]
The first data signal is generated by adding a DC offset amount that cancels the distortion of the second optical modulator at the wavelength of the output optical signal to the data signal for modulating the first optical signal. And
The second data signal is generated by adding a DC offset amount that cancels the distortion of the first optical modulator at the wavelength of the output optical signal to the data signal for modulating the second optical signal. To
The optical transmission method according to appendix 9.
　本願発明は、２つの光変調器によって変調された光信号を合波して送信する光送信機および該光送信機が配置された光通信システムに広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to an optical transmitter that multiplexes and transmits optical signals modulated by two optical modulators and an optical communication system in which the optical transmitter is arranged.
　この出願は、２０１４年３月１０日に出願された日本出願特願２０１４－０４６３１５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-046315 filed on Mar. 10, 2014, the entire disclosure of which is incorporated herein.
　１０　　光送信機
　２０　　光出力手段
　３０　　分岐手段
　４０　　データ信号出力手段
　５１　　第１の光変調器
　５２　　第２の光変調器
　６０　　結合手段
　１００、２００　　デジタル光送信機
　１０１　　波長可変光源
　１０２　　光分岐部
　１０３　　第１のＭＺ光変調器
　１０４　　第２のＭＺ光変調器
　１０５　　光結合部
　１０６　　光変調器
　１０７　　符号化部
　１０８－１、１０８－２　　ＤＣ加算部
　１０９　　ＤＣオフセット量算出部
　２０１　　光源
　２０３　　Ｉチャネル用光変調器
　２０４　　Ｑチャネル用光変調器
　２０５　　π／２移相器
　２０６　　ＭＺ型Ｉ／Ｑ光変調器
　２０７－１、２０７－２　　ＤＡＣ
　２０８－１、２０８－２　　ドライバアンプ
　２０９　　光変調部
　２１０　　符号化部
　２１１　　予等化信号生成部
　２１２－１、２１２－２　　加算部
　２１３　　フロント信号処理部
　２１４　　ＤＣオフセット量算出部
　８０１　　信号品質モニタ
　８０２　　波形歪み量検出部
　９０１－１　　Ｉチャネル信号品質モニタ
　９０１－２　　Ｑチャネル信号品質モニタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical transmitter 20 Optical output means 30 Branch means 40 Data signal output means 51 1st optical modulator 52 2nd optical modulator 60 Coupling means 100, 200 Digital optical transmitter 101 Wavelength variable light source 102 Optical branch part 103 1st 1 MZ optical modulator 104 Second MZ optical modulator 105 Optical coupling unit 106 Optical modulator 107 Encoding unit 108-1, 108-2 DC addition unit 109 DC offset amount calculation unit 201 Light source 203 Optical modulation for I channel 204 Q-channel optical modulator 205 π / 2 phase shifter 206 MZ type I / Q optical modulator 207-1, 207-2 DAC
208-1, 208-2 Driver amplifier 209 Optical modulation unit 210 Coding unit 211 Pre-equalization signal generation unit 212-1 and 212-2 addition unit 213 Front signal processing unit 214 DC offset amount calculation unit 801 Signal quality monitor 802 Waveform Distortion amount detector 901-1 I channel signal quality monitor 901-2 Q channel signal quality monitor

Claims (10)

  1. 与えられた波長情報に基づいて光信号を出力する光出力手段と、
    前記光信号を第１光信号および第２光信号へ分岐する分岐手段と、
    第２の光変調器の歪特性を補償するためのＤＣオフセット量を算出し、算出したＤＣオフセット量を含む第１データ信号を第１の光変調器へ出力すると共に、第１の光変調器の歪特性を補償するためのＤＣオフセット量を算出し、算出したＤＣオフセット量を含む第２データ信号を第２の光変調器へ出力するデータ信号出力手段と、
    前記第１光信号を前記第１データ信号によって変調して第１変調信号を出力する第１の光変調器と、
    前記第２光信号を前記第２データ信号によって変調して第２変調信号を出力する第２の光変調器と、
    前記第１変調信号および第２変調信号を結合して送信信号を出力する結合手段と、
    を備える光送信機。     Optical output means for outputting an optical signal based on given wavelength information;
    Branching means for branching the optical signal into a first optical signal and a second optical signal;
    A DC offset amount for compensating for distortion characteristics of the second optical modulator is calculated, a first data signal including the calculated DC offset amount is output to the first optical modulator, and the first optical modulator A data signal output means for calculating a DC offset amount for compensating the distortion characteristics of the second data signal, and outputting a second data signal including the calculated DC offset amount to the second optical modulator;
    A first optical modulator that modulates the first optical signal with the first data signal and outputs a first modulated signal;
    A second optical modulator that modulates the second optical signal with the second data signal and outputs a second modulated signal;
    Coupling means for combining the first modulated signal and the second modulated signal to output a transmission signal;
    An optical transmitter.
  2. 前記データ信号出力手段には、前記波長情報および２つの情報信号が入力し、
    前記データ信号出力手段は、前記波長情報に対応するＤＣオフセット量を入力された一方の情報信号に加算することによって第１データ信号を生成すると共に、前記波長情報に対応するＤＣオフセット量を入力された他方の情報信号に加算することによって第２データ信号を生成する、
    請求項１に記載の光送信機。     The data signal output means receives the wavelength information and two information signals,
    The data signal output means generates a first data signal by adding a DC offset amount corresponding to the wavelength information to one of the input information signals, and receives a DC offset amount corresponding to the wavelength information. Generating a second data signal by adding to the other information signal;
    The optical transmitter according to claim 1.
  3. 前記結合手段から出力された送信信号から波形歪みを抽出するモニタ手段をさらに備え、
    前記データ信号出力手段は、前記入力された波長情報および前記抽出された波形歪みに基づいて前記ＤＣオフセット量を算出する、
    請求項２に記載の光送信機。     And further comprising monitor means for extracting waveform distortion from the transmission signal output from the combining means,
    The data signal output means calculates the DC offset amount based on the input wavelength information and the extracted waveform distortion.
    The optical transmitter according to claim 2.
  4. 前記第１変調信号から第１波形歪みを抽出する第１モニタ手段と、
    前記第２変調信号から第２波形歪みを抽出する第２モニタ手段と、
    をさらに備え、
    前記データ信号出力手段は、
    前記入力された波長情報および前記抽出された第２波形歪みに基づいて算出したＤＣオフセット量を前記一方の情報信号に加算することによって前記第１データ信号を生成すると共に、
    前記入力された波長情報および前記抽出された第１波形歪みに基づいて算出したＤＣオフセット量を前記他方の情報信号に加算することによって第２データ信号を生成する、
    請求項２に記載の光送信機。     First monitoring means for extracting a first waveform distortion from the first modulated signal;
    Second monitoring means for extracting a second waveform distortion from the second modulated signal;
    Further comprising
    The data signal output means includes
    Generating the first data signal by adding a DC offset amount calculated based on the input wavelength information and the extracted second waveform distortion to the one information signal;
    Generating a second data signal by adding a DC offset amount calculated based on the input wavelength information and the extracted first waveform distortion to the other information signal;
    The optical transmitter according to claim 2.
  5. 前記データ信号出力手段は、波長ごとに前記第１の光変調器および第２の光変調器のＤＣオフセット量が登録されたテーブルを備え、前記入力された波長情報に対応するＤＣオフセット量を前記テーブルから抽出する、請求項２に記載の光送信機。 The data signal output means includes a table in which DC offset amounts of the first optical modulator and the second optical modulator are registered for each wavelength, and the DC offset amount corresponding to the input wavelength information is The optical transmitter according to claim 2, wherein the optical transmitter is extracted from a table.
  6. 前記データ信号出力手段は、前記波長情報に対応する前記第２の光変調器が有する消光比による歪を相殺するＤＣオフセット量を加算して前記第１データ信号を生成すると共に、前記波長情報に対応する前記第１の光変調器が有する消光比による歪を相殺するＤＣオフセット量を加算して前記第２データ信号を生成する、
    請求項２乃至５のいずれか１項に記載の光送信機。     The data signal output means generates a first data signal by adding a DC offset amount that cancels distortion caused by an extinction ratio of the second optical modulator corresponding to the wavelength information, and generates the first data signal. A second data signal is generated by adding a DC offset amount that cancels distortion caused by an extinction ratio of the corresponding first optical modulator;
    The optical transmitter according to claim 2.
  7. ２つの信号に変調方式に応じた符号化を施して出力する符号化手段と、
    前記符号化された２つの信号に伝送路特性の逆特性を付与することによって前記２つの情報信号を出力する予等化手段と、
    前記データ信号出力手段から出力された第１データ信号および第２データ信号にフロントエンドデバイスの非線形特性を線形化する処理及び周波数特性を補正する処理を施して前記第１の光変調器および第２の光変調器へそれぞれ出力するフロント信号処理手段と、
    をさらに備える請求項２乃至６のいずれか１項に記載の光送信機。     Encoding means for encoding and outputting two signals according to a modulation scheme;
    Pre-equalization means for outputting the two information signals by giving inverse characteristics of transmission path characteristics to the two encoded signals;
    The first data modulator and the second data signal are subjected to a process for linearizing a nonlinear characteristic of a front-end device and a process for correcting a frequency characteristic to the first data signal and the second data signal output from the data signal output unit. Front signal processing means for outputting to each optical modulator,
    The optical transmitter according to any one of claims 2 to 6, further comprising:
  8. 前記第１の光変調器はＩチャネル用光変調器であり、
    前記第２の光変調器はＱチャネル用光変調器であり、
    前記第２の光変調器と前記結合手段との間に配置されたπ／２移相器をさらに備え、
    前記分岐手段および結合手段はそれぞれＹ分岐された光導波路によって構成される、
    請求項７に記載の光送信機。     The first optical modulator is an I-channel optical modulator;
    The second optical modulator is a Q-channel optical modulator;
    A π / 2 phase shifter disposed between the second optical modulator and the coupling means;
    The branching means and the coupling means are each constituted by a Y-branched optical waveguide.
    The optical transmitter according to claim 7.
  9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光送信機が配置され、
    前記光送信機に所定の波長情報を与えることを特徴とする光通信システム。     An optical transmitter according to any one of claims 1 to 8 is arranged,
    An optical communication system, wherein predetermined wavelength information is given to the optical transmitter.
  10. 第１の変調器および第２の変調器を用いた光送信方法であって、
    与えられた波長情報に基づいて光信号を出力し、該出力された光信号を２分岐して第１光信号および第２光信号を出力し、
    前記第２の光変調器の歪特性を補償するためのＤＣオフセット量を算出し、算出したＤＣオフセット量を含む第１データ信号を前記第１の光変調器へ出力し、
    前記第１の光変調器の歪特性を補償するためのＤＣオフセット量を算出し、算出したＤＣオフセット量を含む第２データ信号を前記第２の光変調器へ出力し、
    前記第１の変調器において、前記第１光信号を前記第１データ信号によって変調して第１変調信号を出力し、
    前記第２の変調器において、前記第２光信号を前記第２データ信号によって変調して第２変調信号を出力し、
    前記出力された第１変調信号および第２変調信号を結合して送信信号を出力する、
    光送信方法。     An optical transmission method using a first modulator and a second modulator,
    An optical signal is output based on the given wavelength information, and the output optical signal is branched into two to output a first optical signal and a second optical signal,
    Calculating a DC offset amount for compensating for distortion characteristics of the second optical modulator, and outputting a first data signal including the calculated DC offset amount to the first optical modulator;
    Calculating a DC offset amount for compensating for distortion characteristics of the first optical modulator, and outputting a second data signal including the calculated DC offset amount to the second optical modulator;
    In the first modulator, the first optical signal is modulated with the first data signal to output a first modulated signal;
    In the second modulator, the second optical signal is modulated with the second data signal to output a second modulated signal;
    Combining the output first modulated signal and second modulated signal to output a transmission signal;
    Optical transmission method.
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