CN104620162A - 光发送器和dc偏置控制方法 - Google Patents

光发送器和dc偏置控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104620162A
CN104620162A CN201280075728.XA CN201280075728A CN104620162A CN 104620162 A CN104620162 A CN 104620162A CN 201280075728 A CN201280075728 A CN 201280075728A CN 104620162 A CN104620162 A CN 104620162A
Authority
CN
China
Prior art keywords
many
modulation
photomodulator
control
valued
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201280075728.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104620162B (zh
Inventor
杉原隆嗣
吉田刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN104620162A publication Critical patent/CN104620162A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104620162B publication Critical patent/CN104620162B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • H04B10/564—Power control
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0121—Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
    • G02F1/0123—Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops
    • 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
    • H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
    • H04B10/5057—Laser transmitters using external modulation using a feedback signal generated by analysing the optical output
    • H04B10/50575—Laser transmitters using external modulation using a feedback signal generated by analysing the optical output to control the modulator DC bias
    • 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
    • H04B10/516—Details of coding or modulation
    • 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
    • H04B10/516—Details of coding or modulation
    • H04B10/54—Intensity modulation
    • H04B10/541—Digital intensity or amplitude modulation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/035—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

本发明是一种光发送器，其使用作为电信号的数据序列对来自光源的光进行调制，生成光发送信号，所述光发送器具有：映射部，其根据表示所述调制的多值度的调制多值度信息对所述数据序列进行映射，将其转换成多值数据；D/A转换器，其将从所述映射部输出的多值数据转换成模拟信号；光调制器，其根据从所述D/A转换器输出的模拟信号而被驱动，对来自所述光源的光进行调制；以及偏置控制部，其根据所述调制多值度信息来设定所述光调制器的DC偏置控制的控制极性。

Description

光发送器和DC偏置控制方法
技术领域
本发明涉及光发送器和DC偏置控制方法，尤其涉及稳定地生成多个多值调制光信号的光发送器和DC偏置控制方法。
背景技术
在光通信系统的大容量化和提高频率使用效率的观点出发，多值调制的应用正在积极地开展。并且，公开了为了实现更灵活的系统结构，而使用多值调制自适应地变更调制方式(传送速率或传送频带)的发送方法(例如，参照非专利文献1)。在非专利文献1中，各MZ(Mach-Zehnder，马赫-曾德尔)调制器的驱动为二值驱动。因此，在各MZ调制器的偏置控制中能够直接使用通常的二值调制用的方式。但是，在该情况下，随着多值度的增加，需要使调制器的数量增加。其结果为存在光发送器结构变复杂的课题。
并且，公知有如下方法：为了提高传送性能，在发送侧通过数字信号处理来进行传送路径传递函数的逆运算处理，利用通过高速D/A转换器得到的模拟波形来生成光信号(例如，参照非专利文献2)。在非专利文献2中，根据通过D/A转换器得到的模拟信号来进行光波形生成。在该方法中，由于因传送条件而导致信号的峰值功率对平均功率比(PAPR:Peak-to-Average Power Ratio)发生变化，因此，需要在MZ调制器驱动时的DC偏置调节上下工夫。迄今为止，作为进行任意的模拟波形驱动的调制器的偏置控制的方法，提出使用了抖动信号的控制方法(例如，参照专利文献1和专利文献2)。并且，公知有因伴随着PAPR变动的平均驱动振幅的差异，偏置控制的极性发生变化的特性。为了避免这样的情况，公开了进行与PAPR对应的驱动振幅控制而稳定地实施偏置控制的技术(例如，参照专利文献1和非专利文献3)。
在支持多个多值调制方式的情况下，作为抑制伴随着多值度增加的MZ调制器增加，形成更简单的发送器结构的方法，存在使用了D/A转换的多值信号生成技术(例如，参照专利文献3和非专利文献4)。关于对发送数据的多值信号的映射，例如通过使用专利文献4所记载的查阅表而能够简单地实现多值调制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2011/104838号公报
专利文献2：日本特开2011-232553号公报
专利文献3：日本特开2007-288591号公报
专利文献4：国际公开第2010/082578号公报
非专利文献
非专利文献1：H.Takara，et al.，“Experimental demonstration of 400Gb/sMulti-flow，Multi-rate，Multi-reach optical transmitter for efficient elastic spectralrouting，”ECOC2011，Tu.5.A.4，2011.
非专利文献2：T.Sugihara，et al.，“Electronicpre-equalization technologies usinghigh-speed DAC，”ECOC2011，Tu.6.B.2，2011.
非专利文献3：T.Yoshida，et al.，“A study on automatic bias control for arbitraryoptical signal generation by dual-parallel mach-zehender modulator，”ECOC2010，Tu.3.A.6，2010.
非专利文献4：S.Kametani，et al.，“16-QAM modulation by polar coordinatetransformation with a single dual drive mach-zehnder modulator，”OFC/NFOEC2009，OWG6，2009.
发明内容
发明要解决的问题
然而，在现有技术中存在如下的几个问题。
在利用D/A转换器输出来驱动MZ调制器的多值调制方法中，光发送器的结构被简化。但是，改变调制的多值度，导致驱动电信号的PAPR发生变化。因此，难以不受调制的多值度影响地使MZ调制器的DC偏置稳定化，难以支持多个调制方式。
并且，为了不受调制的多值度影响地进行相同的DC偏置控制，需要将驱动信号振幅抑制为较小。但是，在该情况下，电信号的信噪比劣化，产生信号质量的恶化。
此外，利用D/A转换器输出来驱动MZ调制器，并支持多个多值调制方式的情况的适合的DC偏置控制方式迄今为止没有被报道。
本发明是为了解决上述的问题点而完成的，其目的在于，得到一种能够以简单的调制器结构稳定地实现多个多值调制方式的光发送器和DC偏置控制方法。
用于解决课题的手段
本发明是一种光发送器，其使用作为电信号的数据序列对来自光源的光进行调制，生成光发送信号，其特征在于，该光发送器具有：映射部，其根据表示所述调制的多值度的调制多值度信息，对所述数据序列进行映射，将其转换成多值数据；D/A转换器，其将从所述映射部输出的多值数据转换成模拟信号；光调制器，其根据从所述D/A转换器输出的模拟信号而被驱动，对来自所述光源的光进行调制；以及偏置控制部，其根据所述调制多值度信息，设定所述光调制器的DC偏置控制的控制极性。
发明效果
本发明是一种光发送器，其使用作为电信号的数据序列对来自光源的光进行调制，生成光发送信号，其特征在于，该光发送器具有：映射部，其根据表示所述调制的多值度的调制多值度信息，对所述数据序列进行映射，将其转换成多值数据；D/A转换器，其将从所述映射部输出的多值数据转换成模拟信号；光调制器，其根据从所述D/A转换器输出的模拟信号而被驱动，对来自所述光源的光进行调制；以及偏置控制部，其根据所述调制多值度信息，设定所述光调制器的DC偏置控制的控制极性，因此，能够以简单的调制器结构稳定地实现多个多值调制方式。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的光发送器的结构图。
图2是说明本发明的实施方式1的马赫-曾德尔(MZ)调制器的DC偏置控制极性的图。
图3是示出本发明的实施方式1的光调制器中的多值度与调制损耗之间的关系的图。
图4是说明本发明的实施方式1的光调制器中的偏置控制极性的选择方法的图。
图5是示出本发明的实施方式1的马赫-曾德尔(MZ)调制器的消光特性的说明图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的各实施方式进行说明，但是，在各图中对相同或相当的部分标注相同标号进行说明。另外，本实施方式仅为一例，本发明并不限于本实施方式。
实施方式1
图1是示出本发明的实施方式1的光发送器的结构图。该光发送器使用作为电信号的数据序列(二值数据)，使用光调制器调制来自光源的光，生成任意的光波形的光发送信号。
在图1中，该光发送器具有：光源1、偏置控制部10、嵌套型MZ调制器12(光调制器)、输出功率监测部13、映射部14、D/A转换器15a、15b、以及电放大部16。并且，电放大部16由2个电放大器16a、16b构成。
嵌套型MZ调制器12具有：2个马赫-曾德尔调制器(以下，称为MZ调制器)11a、11b、光分支部17以及光合波部18。
在本实施方式中，作为嵌套型MZ调制器12，以并联连接2个马赫-曾德尔调制器(以下，称为MZ调制器)11a、11b的DP-MZM(Dual-Parallel Mach-ZehnderModulator，双并联马赫-曾德尔调制器)为例进行说明。这里，使MZ调制器11a为实部(In-phase channel(I-ch，同相信道))用的MZ调制器，使MZ调制器11b为虚数部(Quadrature-phase channel(Q-ch，正交相位信道))用的MZ调制器。在DP-MZM中，通过向从MZ调制器11a、11b输出的各调制信号提供相对光相位差并进行合波，而生成QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交调幅)等多值信号，并将该多值信号作为光发送信号输出。
以下，对本实施方式的光发送器的各部位的功能进行说明。
光源1输出光，并将该光输入到嵌套型MZ调制器12。
在嵌套型MZ调制器12中，首先，通过光分支部17将从光源1输入的光分支成两束光。从光分支部17输出的各光分别输入到MZ调制器11a、11b。
根据调制多值度信息决定的来自D/A转换器15a、15b的输出信号经由电放大器16a、16b作为多值驱动信号被输入到MZ调制器11a、11b。根据这些多值驱动信号，驱动MZ调制器11a、11b。
另外，调制多值度信息是指表示调制的多值度的信息。即，当以QAM调制为例时，如图3所示，调制多值度的种类存在4值(QPSK)、16值(16QAM)、36值(36QAM)、64值(64QAM)等。因此，调制多值度信息表示调制的多值度为这些种类中的哪一个。
并且，如图1所示，3个偏置信号(即，Ich控制电压、Qch控制电压和相位控制电压)从偏置控制部10输入到嵌套型MZ调制器12。Ich控制电压和Qch控制电压是在MZ调制器11a、11b分别生成彼此正交的I-ch光电场和Q-ch光电场时使用的偏置信号。并且，相位控制电压是在向从MZ调制器11a、11b输出的调制信号赋予I-ch/Q-ch间的相对光相位差时使用的偏置信号。
MZ调制器11a、11b根据从电放大器16a、16b输出的多值驱动信号，对从光分支部17输出的各光进行数据调制。并且，MZ调制器11a、11b根据来自偏置控制部10的Ich控制电压和Qch控制电压，对数据调制后的各光进行相位调制。这样，向由MZ调制器11a、11b调制的光信号赋予基于相位控制电压的相对光相位差，通过光合波部18将它们合波。合波后的光信号作为光发送信号向外部输出。
输出功率监测部13检测从嵌套型MZ调制器12输出的光发送信号的输出功率。输出功率监测部13将与通过光合波部18合波后的光的强度对应的电信号作为检测信号输出。该检测信号被输入到偏置控制部10。
作为输出功率监测部13，也可以使用监测嵌套型MZ调制器12的输出杂散光的低速的PD(Photo-Detector，光检测器)。或者，也可以由光耦合器等构成光分支部18，由低速的PD构成输出功率监测部13。在该情况下，使用光分支部18(光耦合器)对从嵌套型MZ调制器12输出的光信号自身进行抽头(tap)，并利用输出功率监测部13(低速的PD)对该光信号进行接收。实际上，在PD的后级设置有TIA(Trans-Impedance Amplifier，跨阻放大器)等放大器，通过PD将光信号转换成电流后，通过放大器将该电流转换成适于控制的电信号电平或电信号频带，但是在图1中，这样的放大器并未图示。
映射部14被输入由二值数据构成的数据序列，并且，被输入调制多值度信息。映射部14根据调制多值度信息，映射该二值数据，将其转换成多值数据。即，在调制多值度信息为4值的情况下，映射部14将二值数据转换成4值数据。在调制多值度信息为16值的情况下，映射部14将二值数据转换成16值数据。映射部14例如使用非专利文献4和专利文献4中所记载的查阅表等来进行映射。并且，在要通过映射部14自适应地改变多值度的情况下，通过查阅表的设定变更等来进行应对。映射部14将所生成的多值数据中的、I-ch成分输出到D/A转换器15a，将Q-ch成分输出到D/A转换器15b。
D/A转换器15a将I-ch成分的数据信号转换成模拟信号，并输出到电放大部16a。
D/A转换器15b将Q-ch成分的数据信号转换成模拟信号，并输出到电放大部16b。
电放大器16a将从D/A转换器15a输入的模拟信号放大到驱动MZ调制器11a所需的电压振幅电平。
电放大器16b将从D/A转换器15b输入的模拟信号放大到驱动MZ调制器11b所需的电压振幅电平。
这样，由D/A转换器15a、15b生成的模拟信号经由电放大器16a、16b输入到MZ调制器11a、11b，用作驱动MZ调制器11a、11b的多值驱动信号。
偏置控制部10对用于设定MZ调制器11a、11b的DC偏置的Ich控制电压和Qch控制电压、以及用于设定I-ch/Q-ch间的相对光相位差的相位控制电压进行调节。在偏置控制部10中，通过该调节控制为，将MZ调制器11a、11b的DC偏置控制在零点，并且，将相对光相位差设定控制为大致π/2。这里，将I-ch/Q-ch间的相对光相位差设定为π/2的动作相当于使I-ch光电场与Q-ch光电场正交。在偏置控制部10中，根据来自输出功率监测部13的检测信号进行偏置控制。偏置控制部10由微型计算机和FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等器件构成，能够通过数字控制程序来实现。
在利用偏置控制部10进行数字信号处理的情况下，由于从输出功率监测部13输出的检测信号为模拟信号，因此使用用于将该模拟信号转换成数字信号的A/D转换器，但是在图1中省略了该图示。嵌套型MZ调制器12的偏置控制例如能够通过使用非专利文献3、专利文献1和专利文献2等的方法，进行低速抖动信号叠加、同步检波和误差信号运算来实现。
在图1中，在进行基于嵌套型MZ调制器12的多值QAM调制的情况下，驱动MZ调制器11a、11b的多值驱动信号需要采用二值以上的值。例如在16QAM的情况下，需要以4值来分别驱动MZ调制器11a、11b，在本实施方式中，使用D/A转换器15a、15b生成各个多值驱动信号。要想将发送数据(二值数据)分别转换成用于MZ调制器11a、11b的多值驱动信号，首先通过映射部14使用查阅表等将所输入的二值数据转换成多值数据。接着，通过D/A转换器15a、15b将该多值数据转换成模拟信号。来自D/A转换器15a、15b的输出由电放大器16a、16b放大到驱动MZ调制器11a、11b所需的电压振幅电平，并作为多值驱动信号输出。此时，偏置控制部10以使多值驱动信号的峰峰值为大致2Vπ(Vπ为MZ调制器11a、11b的半波长电压)的方式设定电放大器16a、16b的放大率。以下，使用图5对该情况进行详细的说明。
图5的(a)示出MZ调制器11a、11b的消光特性，图5的(b)示出多值驱动信号的波形。如图5的(a)所示，在MZ调制器11a、11b中，通过使所施加的多值驱动电压发生变化，而使光信号的相位发生变化。这里，对于所施加的多值驱动电压，将光信号的输出功率最小的点定义为零点，将光信号的输出功率最大的点定义为峰值点。
并且，在图5的(a)中，将相邻的零点与峰值点之间的电压差定义为Vπ。即，Vπ为MZ调制器11a、11b的半波长电压。通过偏置控制部10调节DC偏置，使得能够以图5的(a)所示的零点为中心向左右每次扫描Vπ，由此能够得到BPSK(BinaryPhase-Shift Keying，二进制相移键控调制)信号。将这种情况称为“将DC偏置控制在零点”。
图5的(b)示出从电放大器16a、16b输出的多值驱动信号的波形。在图5的(b)中，示出将多值驱动信号的驱动振幅(峰峰值)设定为2Vπ的情况。这样，将使用2倍的MZ调制器11a、11b的半波长电压(Vπ)的驱动振幅(2Vπ)的多值驱动信号来驱动MZ调制器11a、11b的情况称为“2Vπ驱动”。同样，将使用1倍的MZ调制器11a、11b的半波长电压(Vπ)的驱动振幅(Vπ)的多值驱动信号来驱动MZ调制器11a、11b的情况称为“Vπ驱动”。另外，在2Vπ驱动时，MZ调制器11a、11b的光信号的输出功率最大。因此，在本实施方式中，偏置控制部10以使多值驱动信号的峰峰值为大致2Vπ的方式，设定电放大器16a、16b的放大率。
在2Vπ驱动时避免MZ调制器11a、11b所具有的正弦波状的消光特性的非线性的情况下，能够通过使用以下的方法(1)～(3)中的任意一种方法得到更线性的驱动电压对光电场特性。
(1)通过偏置控制部10进行的电放大器16a、16b的增益调节而降低驱动振幅。
(2)通过映射部14的查阅表进行振幅修正(例如，参照专利文献4)。
(3)在图1中，将数字信号处理电路插入D/A转换器15a、15b的前级，并修正D/A转换器15a、15b的输出以后的非线性响应。
图2示出通过偏置控制部10根据非专利文献3以使用任意的模拟波形的方式来控制MZ调制器11a、11b的DC偏置的方法。图2的(a)示出相对于各MZ调制器11a、11b的驱动振幅的平均光输出，图2的(b)示出在各DC偏置设定点叠加了低速抖动信号的情况下的误差信号。图2的(b)的误差信号是作为如下的平均功率之差表示出的值：偏置相对于图2的(a)所示的矩形状的低速抖动信号偏置到DC偏置中心的正侧时的平均功率与偏置到DC偏置中心的负侧时的平均功率之差。图2的(b)的误差信号在图2的(a)的正弦波状的平均光输出曲线的最大值或者最小值时为0。在图2中，作为MZ调制器11a、11b的驱动振幅的设定，示出平均驱动振幅比m为m＝100％、50％、25％的情况下的特性。平均驱动振幅比m是指，在将多值驱动信号设为理想矩形波(即，多值驱动信号的上升时间和下降时间为0的波形)的情况下，多值驱动信号的峰峰值相对于2Vπ的比率。因此，在使多值驱动信号的峰峰值为2Vπ的情况下，m＝100％，在Vπ的情况下，m＝50％，在1/2Vπ的情况下，m＝25％。根据图2的结果可以知晓，在将误差信号为零的点设定为控制的收敛点的情况下，关于偏置偏差对误差信号的曲线的斜率，以在平均驱动振幅比m为50％时为界反转，需要通过驱动振幅使偏置控制的方向反转。
这里，对本实施方式的自适应地改变调制多值度的光发送器(自适应光发送器)中的偏置控制的动作进行说明。如图2所示，MZ调制器11a、11b的偏置控制需要以平均驱动振幅比m＝50％为界使偏置控制极性反转，但这与以调制导致的损耗3dB为界反转偏置控制极性的情况等价。以下，对改变调制多值度的情况下的偏置控制方法进行记述。
图3是示出调制损耗相对于调制多值度的关系的一例的曲线图。这里，假定为QAM调制中的各信号点等间隔地配置在光电场中的位置(constellation，星座)上，利用发送侧的数字信号处理等进行线性化处理。在采用图3所示的特性的结构的情况下，当调制的多值度为4(QPSK)时，调制损耗小于3dB，但是，当多值度为16(16QAM)时，调制损耗超过3dB。因此，在图3的例子中，在调制损耗超过3dB的前后，需要使偏置控制极性(控制方向)反转。因此，在本实施方式的光发送器中，将调制多值度信息用于偏置控制极性的判别，在进行4值值的切换时，依照图4的流程，使偏置控制极性反转，由此，能够利用任意的调制多值度来实现稳定的偏置控制动作。
在图4中，首先，在步骤S1中，向偏置控制部10输入调制多值度信息。接着，在步骤S2中，偏置控制部10判定该调制多值度信息是否为16值以上。在偏置控制部10判定为该调制多值度信息小于16值的情况下，进入步骤S3，另一方面，在判定为该调制多值度信息为16值以上的情况下，进入步骤S4。在步骤S3中，偏置控制部10将MZ调制器11a、11b的偏置控制极性(Ich控制电压和Qch控制电压的控制方向)设定为正。另一方面，在步骤S4中，偏置控制部10将偏置控制极性(Ich控制电压和Qch控制电压的控制方向)设定为负。在结束了步骤S3、S4的处理后，返回步骤S1。
这样，在本实施方式中，偏置控制部10预先设定关于调制多值度信息的阈值，进行调制多值度信息的阈值判定，并根据该判定的结果，反转MZ调制器11a、11b的DC偏置(Ich控制电压和Qch控制电压)的控制极性。另外，在上述的例子中，将阈值设定为16值，但是，并不限于此，也可以适当设定。
并且，在图3的例子中，对关于4值、16值、36值、64值这4种多值度进行控制极性设定的切换的例子进行了说明，但是，并不限于此，多值度的种类的个数只要至少为2个以上即可，可以为任意的个数。
另外，不改变偏置控制极性，而例如通过控制电放大部的增益和/或对D/A转换器的设定数据使得无论在哪个调制多值度下也可以使调制损耗始终为3dB以上，由此也能够应对多个多值度的情况，但是，由于在这种情况下，当多值度较低时会引起电信号的信噪比的过度恶化，导致光信号质量恶化的问题。因此，能够通过应用本实施方式，而相对于各调制多值度将电信号的信噪比维持为最大，并且提供稳定的偏置控制，因此，能够实现将光信号质量维持为较高水平的稳定的光发送器。
此外，根据图2的(b)的特性，在平均驱动振幅比m为50％(相当于调制损耗3dB)附近，误差信号电平成为0或者非常接近0的值，而预想到控制精度不够的情况。因此，在本实施方式中，根据调制多值度信息，偏置控制部10调节电放大部16的增益设定，进行电放大部16的放大率的控制，由此，控制为能够在使调制损耗离开3dB的状态下，保证偏置控制精度和光信号质量这双方。由此，能够得到更适合的光发送器。这样，在本实施方式中，根据调制多值度信息来设定电放大部16的放大率。由此，能够进行与调制的多值度对应的最佳的多值驱动信号的振幅设定。
除此之外，在改变了多值度的情况下，由于必要的电气部件的性能等发生变化，因此，通过在映射部14中的基于单个参数的修正、未图示的D/A转换器前级的数字信号处理电路中的基于单个参数设定的修正，不一定能够得到作为自适应光发送器的最佳动作。在该情况下，根据调制多值度信息来协作地控制映射部14的修正参数设定、未图示的D/A转换器前级的数字信号处理电路的参数设定以及电放大部16的设定，由此，作为光调制信号能够实现对多个调制多值度的最佳动作。
如上所述，本发明的实施方式1的光发送器是一种使用作为电信号的数据序列对来自光源的光进行调制，生成光发送信号的光发送器，其具有：映射部14，其根据表示调制的多值度的调制多值度信息，对数据序列进行映射，将其转换成多值数据；D/A转换器15a、15b，它们将从映射部14输出的多值数据转换成模拟信号；嵌套型MZ调制器12，其根据从D/A转换器15a、15b输出的模拟信号进行驱动，对来自光源1的光进行调制；以及偏置控制部10，其根据调制多值度信息来设定嵌套型MZ调制器12的DC偏置控制的控制极性。并且，在本发明的实施方式1中，还具有电放大部16，其设置在D/A转换器15a、15b与嵌套型MZ调制器12之间，放大从D/A转换器15a、15b输出的模拟信号，并将其作为驱动信号输出到嵌套型MZ调制器12，电放大部16的放大率被设定为使得嵌套型MZ调制器12的驱动信号的振幅成为嵌套型MZ调制器12的半波长电压的大致2倍。因此，根据本发明的实施方式1，根据调制多值度信息使偏置控制极性可变，并且对应于调制多值度信息来进行MZ调制器11a、11b的驱动信号的振幅设定，由此，能够实现针对多个调制多值度的光信号，光信号质量和DC偏置的稳定度优越的自适应光发送器。
标号说明
1：光源；10：偏置控制部；11a、11b：马赫-曾德尔调制器(MZ调制器)；12：嵌套型马赫-曾德尔调制器(嵌套型MZ调制器)；13：输出功率监测部；14：映射部；15a、15b：D/A转换器；16：电放大部；16a、16b：电放大器；17：光分支部；18：光合波部。

Claims (6)

1.一种光发送器，其使用作为电信号的数据序列对来自光源的光进行调制，生成光发送信号，其特征在于，该光发送器具有：
映射部，其根据表示所述调制的多值度的调制多值度信息，对所述数据序列进行映射，将其转换成多值数据；
D/A转换器，其将从所述映射部输出的多值数据转换成模拟信号；
光调制器，其根据从所述D/A转换器输出的模拟信号而被驱动，对来自所述光源的光进行调制；以及
偏置控制部，其根据所述调制多值度信息，设定所述光调制器的DC偏置控制的控制极性。
2.根据权利要求1所述的光发送器，其特征在于，
进行对所述调制多值度信息的阈值判定，根据该判定的结果使所述光调制器的DC偏置控制的控制极性反转。
3.根据权利要求1或2所述的光发送器，其特征在于，
该光发送器还具有电放大部，该电放大部设置在所述D/A转换器与所述光调制器之间，对从所述D/A转换器输出的所述模拟信号进行放大，并作为驱动信号输出到所述光调制器，
所述电放大部的放大率是根据所述调制多值度信息设定的。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光发送器，其特征在于，
该光发送器还具有电放大部，该电放大部设置在所述D/A转换器与所述光调制器之间，对从所述D/A转换器输出的所述模拟信号进行放大，并作为驱动信号输出到所述光调制器，
所述电放大部的放大率被设定为，使得所述光调制器的驱动信号的振幅为所述光调制器的半波长电压的大致2倍。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的光发送器，其特征在于，
所述光调制器由并联连接的2个马赫-曾德尔调制器构成。
6.一种DC偏置控制方法，其设定光调制器中的DC偏置控制的控制极性，该光调制器设置在光发送器中，使用作为电信号的数据序列对来自光源的光进行调制，其特征在于，所述DC偏置控制方法包含如下步骤：
输入表示所述调制的多值度的调制多值度信息；
判定所述调制多值度信息的值是否在预先设定的阈值以上；
在判定为所述调制多值度信息的值小于所述阈值时，将所述光调制器的DC偏置控制的控制极性设定为正；以及
在判定为所述调制多值度信息的值为所述阈值以上时，将所述光调制器的DC偏置控制的控制极性设定为负。
CN201280075728.XA 2012-09-12 2012-09-12 光发送器和dc偏置控制方法 Active CN104620162B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/073299 WO2014041629A1 (ja) 2012-09-12 2012-09-12 光送信器およびｄｃバイアス制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104620162A true CN104620162A (zh) 2015-05-13
CN104620162B CN104620162B (zh) 2018-01-02

Family

ID=50277787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280075728.XA Active CN104620162B (zh) 2012-09-12 2012-09-12 光发送器和dc偏置控制方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9641257B2 (zh)
EP (1) EP2896988B1 (zh)
JP (1) JP5984161B2 (zh)
CN (1) CN104620162B (zh)
WO (1) WO2014041629A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110926511A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 北京工业大学 一种宽带高分辨率光谱响应测量系统及方法
JP2020191548A (ja) * 2019-05-22 2020-11-26 Ｎｔｔエレクトロニクス株式会社 光伝送特性補償方法及び光伝送特性補償システム
CN116131089A (zh) * 2023-03-29 2023-05-16 南京铖联激光科技有限公司 一种激光器输出功率矫正控制方法

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9071364B1 (en) * 2011-10-18 2015-06-30 Clariphy Communications, Inc. Coherent optical transceiver with programmable application modes
US20150215048A1 (en) * 2014-01-28 2015-07-30 Nec Laboratories America, Inc. Univeral Automatic Bias Control Process for Digital Transmitter
US9853737B2 (en) 2014-02-05 2017-12-26 Acacia Communications, Inc. Bias control of nested Mach-Zehnder modulators for the generation of optical QAM signals
WO2015159318A1 (en) 2014-04-15 2015-10-22 Nec Corporation Optical transmitter and method for controlling the same
JP6620409B2 (ja) * 2015-03-11 2019-12-18 富士通株式会社 光送信器、光伝送システム、及び光通信制御方法
WO2017130882A1 (ja) * 2016-01-28 2017-08-03 日本電気株式会社 光送信機およびその制御方法
US10200130B2 (en) * 2016-02-19 2019-02-05 Mitsubishi Electric Corporation Optical transmitter
US10623105B2 (en) * 2016-04-08 2020-04-14 Infinera Corporation Asynchronous bias control for an optical modulator using a multiple tone detection technique with phase correction
CN109477984B (zh) * 2016-07-15 2022-03-11 日本电气株式会社 发射器和偏置调整方法
JP6805687B2 (ja) * 2016-09-29 2020-12-23 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光モジュールおよび光変調器のバイアス制御方法
US10509243B2 (en) * 2017-03-15 2019-12-17 Elenion Technologies, Llc Bias control of optical modulators
US10509295B2 (en) * 2017-03-15 2019-12-17 Elenion Technologies, Llc Bias control of optical modulators
CN109729037B (zh) * 2017-10-27 2020-03-20 华为技术有限公司 信号生成方法及电子设备
JP2019153872A (ja) * 2018-03-01 2019-09-12 富士通株式会社 伝送装置、伝送システム、及び伝送方法
CN112970210B (zh) * 2018-11-24 2022-07-22 华为技术有限公司 偏振处理装置、光收发机和光偏振处理的方法
US10790910B2 (en) * 2018-12-22 2020-09-29 Intel Corporation Optical modulator-based transmission control
JP6992787B2 (ja) * 2019-07-12 2022-01-13 日本電気株式会社 光変調回路、光送信機および光変調方法
CN112769492A (zh) 2019-10-21 2021-05-07 富士通株式会社 监控直流偏置抖动信号的调制深度的方法、装置和光发射机
US11604369B2 (en) * 2021-03-19 2023-03-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Bias control method of optical modulator and optical transmission module
CN116886203B (zh) * 2023-09-06 2023-11-21 众瑞速联（武汉）科技有限公司 一种4维光信号的调制方法、装置及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101084634A (zh) * 2004-12-15 2007-12-05 泰科电讯（美国）有限公司 用于光学信号发送器中的偏置和对齐控制的方法和设备
CN101958863A (zh) * 2009-07-17 2011-01-26 三菱电机株式会社 多值光发送器
WO2011104838A1 (ja) * 2010-02-25 2011-09-01 三菱電機株式会社 光送信器
CN102282784A (zh) * 2009-01-16 2011-12-14 三菱电机株式会社 光发送器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4717694B2 (ja) 2006-04-18 2011-07-06 日本電信電話株式会社 光直交振幅変調回路および光送信器
US9020361B2 (en) 2009-09-08 2015-04-28 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical signal transmitter, and bias voltage control method
JP2011232553A (ja) 2010-04-28 2011-11-17 Mitsubishi Electric Corp 光送信機、光通信システムおよび変調方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101084634A (zh) * 2004-12-15 2007-12-05 泰科电讯（美国）有限公司 用于光学信号发送器中的偏置和对齐控制的方法和设备
CN102282784A (zh) * 2009-01-16 2011-12-14 三菱电机株式会社 光发送器
CN101958863A (zh) * 2009-07-17 2011-01-26 三菱电机株式会社 多值光发送器
WO2011104838A1 (ja) * 2010-02-25 2011-09-01 三菱電機株式会社 光送信器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020191548A (ja) * 2019-05-22 2020-11-26 Ｎｔｔエレクトロニクス株式会社 光伝送特性補償方法及び光伝送特性補償システム
WO2020235627A1 (ja) * 2019-05-22 2020-11-26 Ｎｔｔエレクトロニクス株式会社 光伝送特性補償方法及び光伝送特性補償システム
CN113875170A (zh) * 2019-05-22 2021-12-31 Ntt 电子株式会社 光传输特性补偿方法及光传输特性补偿系统
CN113875170B (zh) * 2019-05-22 2024-03-15 Ntt 创新器件有限公司 光传输特性补偿方法及光传输特性补偿系统
CN110926511A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 北京工业大学 一种宽带高分辨率光谱响应测量系统及方法
CN110926511B (zh) * 2019-12-06 2021-11-26 北京工业大学 一种宽带高分辨率光谱响应测量方法
CN116131089A (zh) * 2023-03-29 2023-05-16 南京铖联激光科技有限公司 一种激光器输出功率矫正控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5984161B2 (ja) 2016-09-06
WO2014041629A1 (ja) 2014-03-20
US9641257B2 (en) 2017-05-02
EP2896988A1 (en) 2015-07-22
JPWO2014041629A1 (ja) 2016-08-12
EP2896988A4 (en) 2016-03-30
CN104620162B (zh) 2018-01-02
EP2896988B1 (en) 2018-08-08
US20150236792A1 (en) 2015-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104620162A (zh) 光发送器和dc偏置控制方法
CN101958863B (zh) 多值光发送器
CN102282784B (zh) 光发送器
US8953949B2 (en) Method and apparatus for transmitting high-level QAM optical signals with binary drive signals
JP2011232553A (ja) 光送信機、光通信システムおよび変調方法
US8072669B2 (en) Methods and apparatus for generating 16-QAM-modulated optical signal
CN109477984B (zh) 发射器和偏置调整方法
JPWO2007116475A1 (ja) 差動４位相偏移変調器およびその位相シフト量制御方法
JP2017511060A (ja) 光送信器およびその制御方法
US20140328601A1 (en) Optical modulator and method of encoding communications traffic in a multilevel modulation format
CN104467978A (zh) 一种支持多种调制格式的光发射机及控制方法
US8077375B2 (en) Method and apparatus for generating 8-QAM-modulated optical signal
JP7024234B2 (ja) 光送信機、及び光送信機の制御方法
US7881618B2 (en) System and method for m-ary phase-shifting keying modulation
JP6642584B2 (ja) 光変調器、光送信器および光変調方法
CN112005159B (zh) 光调制器
KR101864697B1 (ko) 멀티레벨 광신호 생성 장치
WO2008141512A1 (en) System and method for m-ary phase-shifting keying modulation
Albakay et al. Coupling ratios design and their impact on the performance of binary driven QAM transmitters
Ho Generation of arbitrary quadrature-amplitude modulation signals using a single dual-drive modulator
CN204272128U (zh) 一种支持多种调制格式的光发射机
JPWO2018180537A1 (ja) 光送信器及び光送信方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant