JP2002221698A - Optical transmitter - Google Patents

Optical transmitter

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JP2002221698A
JP2002221698A JP2001020157A JP2001020157A JP2002221698A JP 2002221698 A JP2002221698 A JP 2002221698A JP 2001020157 A JP2001020157 A JP 2001020157A JP 2001020157 A JP2001020157 A JP 2001020157A JP 2002221698 A JP2002221698 A JP 2002221698A
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Japan
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bias voltage
optical
signal
external
modulator
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Application number
JP2001020157A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Masuda
浩一 増田
Hiroaki Yamamoto
浩明 山本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an optical transmitter which is equipped with an external optical modulator for modulating the carrier light from a light source by two RF signals obtained by branching one RF signal multiplexed with plural analog signals and is capable of suppressing the fluctuation in the average power of the light signal outputted from the external modulator and an increase of the distortion quantity included in the light signal in spite of generation of a DC drift and is capable of preventing the level fluctuation of the RF signals included in the output light signal. SOLUTION: The external optical modulator 110 receives the impression of first and second bias voltages and modulates the carrier light with the first and second RF signals. At this time, a bias voltage control circuit 150 controls the first bias voltage so as to make the average power of the light signal outputted from the external optical modulator 110 coincident with reference power and controls the second bias voltage so as to make the level of the RF signals included into light signal coincident with a reference level.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光送信装置に関
し、より特定的には、外部光変調器を用いた光送信装置
であって、外部光変調器にバイアス電圧を印加する際、
その印加バイアス電圧をDCドリフトによる最適バイア
ス電圧の変動に追従させるバイアス電圧制御を行うこと
ができる光送信装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmitter, and more particularly, to an optical transmitter using an external optical modulator, wherein a bias voltage is applied to the external optical modulator.
The present invention relates to an optical transmission device capable of performing a bias voltage control for causing the applied bias voltage to follow a fluctuation of an optimum bias voltage due to a DC drift.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光通信システムに用いられている
光送信装置では、光源を構成するレーザーダイオードに
注入する電流を入力信号により直接変調することによっ
て、その入力信号で変調された光信号を出力する変調方
式が採用されていた。しかし、この変調方式では、レー
ザダイオードに注入される電流が変化するため、レーザ
ダイオードのチャープ特性により、その発振波長が変化
する現象が生じる。このようなレーザーダイオードから
出力される光信号を長距離伝送すると、光ファイバ中に
おける波長分散の影響によって光信号の波形劣化が生
じ、信号の特性が劣化するといった問題が生じることが
知られている。
2. Description of the Related Art In an optical transmitting apparatus used in a conventional optical communication system, a current injected into a laser diode constituting a light source is directly modulated by an input signal, so that the optical signal modulated by the input signal is converted. The output modulation method was adopted. However, in this modulation method, since the current injected into the laser diode changes, a phenomenon occurs in which the oscillation wavelength changes due to the chirp characteristics of the laser diode. It is known that when an optical signal output from such a laser diode is transmitted over a long distance, the waveform of the optical signal is deteriorated due to the influence of chromatic dispersion in the optical fiber, thereby causing a problem that signal characteristics are deteriorated. .

【0003】そこで、長距離伝送を行う場合には、原理
的にチャーピングが生じないマッハツェンダー型の外部
光変調器(以下、MZ型外部光変調器)とを備えた光送
信装置を用いることが提案されている。
Therefore, when performing long-distance transmission, an optical transmission device provided with a Mach-Zehnder type external optical modulator (hereinafter referred to as an MZ type external optical modulator) which does not generate chirping in principle is used. Has been proposed.

【0004】図14に、MZ型外部光変調器の構成例を
示す。1つのMZ干渉計を用いたこのMZ型外部光変調
器には、光源から出力された搬送光が入力され、2つの
光導波路に向けて分岐される。結晶基板上に設けられた
電極に電圧が加えられることにより電界が生じると、導
波路中の屈折率が変化し、その結果、導波路中を伝搬す
る光の位相が変化する。なお、図14には、一方の光導
波路を通過する光のみに位相変調を施すような構成が示
されている。各々の光導波路からの光は互いに合波さ
れ、MZ型外部光変調器から光信号が出力される。こう
して出力される光信号の光電界は、次式で表される。
FIG. 14 shows a configuration example of an MZ type external optical modulator. The carrier light output from the light source is input to the MZ type external optical modulator using one MZ interferometer, and is branched toward two optical waveguides. When an electric field is generated by applying a voltage to an electrode provided on a crystal substrate, the refractive index in the waveguide changes, and as a result, the phase of light propagating in the waveguide changes. FIG. 14 shows a configuration in which phase modulation is performed only on light passing through one optical waveguide. Light from each optical waveguide is multiplexed with each other, and an optical signal is output from the MZ type external optical modulator. The optical electric field of the optical signal thus output is represented by the following equation.

【0005】[0005]

【数1】 (Equation 1)

【0006】但し、However,

【数2】 とする。Vはバイアス電圧、mは位相変調度、ωfはR
F信号の角周波数を示している。この光電界を用いて、
MZ型外部光変調器から出力される光信号パワーは、次
式で与えられる。
(Equation 2) And V is the bias voltage, m is the degree of phase modulation, ωf is R
The angular frequency of the F signal is shown. Using this optical electric field,
The optical signal power output from the MZ type external optical modulator is given by the following equation.

【0007】[0007]

【数3】 (Equation 3)

【0008】この時のバイアス電圧と光出力パワーとの
関係を、図15に示す。図15において、横軸はバイア
ス電圧を、縦軸は出力光信号の平均パワーを表す。この
ように、MZ型外部光変調器から出力される光信号の平
均パワーは、MZ型外部光変調器に印加されるバイアス
電圧に対して正弦波の特性を示す。この特性を有するM
Z型外部変調器を用いて周波数分割多重された信号を光
伝送する場合、バイアス電圧は、特性が最もリニアとな
る点(a)に設定される。この点(a)と対応するバイ
アス電圧を、最適バイアス電圧と呼ぶ。
FIG. 15 shows the relationship between the bias voltage and the optical output power at this time. In FIG. 15, the horizontal axis represents the bias voltage, and the vertical axis represents the average power of the output optical signal. As described above, the average power of the optical signal output from the MZ type external optical modulator has a sine wave characteristic with respect to the bias voltage applied to the MZ type external optical modulator. M having this property
When optically transmitting a frequency-division multiplexed signal using a Z-type external modulator, the bias voltage is set to a point (a) where the characteristic becomes the most linear. The bias voltage corresponding to this point (a) is called an optimum bias voltage.

【0009】しかしながら、MZ型外部光変調器では、
経時変化や温度変化など種々の条件により、前述したよ
うなバイアス電圧と光出力との関係が初期状態から変動
する現象が生じる。この現象は、DCドリフトと呼ばれ
ている。このDCドリフト現象を、図16に示す。図1
6では、特性(バイアス電圧と光出力パワーの関係を示
す曲線)が横軸(バイアス電圧)方向に沿って移動して
いる。
However, in the MZ type external optical modulator,
Due to various conditions such as a change over time and a change in temperature, a phenomenon occurs in which the relationship between the bias voltage and the optical output varies from the initial state as described above. This phenomenon is called DC drift. This DC drift phenomenon is shown in FIG. Figure 1
In 6, the characteristic (curve indicating the relationship between the bias voltage and the optical output power) moves along the horizontal axis (bias voltage) direction.

【0010】図16において、いま、点(a)と対応す
るバイアス電圧をMZ型外部光変調器に印加していると
する。このとき、DCドリフト現象のために、最適バイ
アスが点(a)から点(b)へと変化したとすると、点
(a)と対応するバイアス電圧をMZ型外部光変調器に
印加したときのMZ型外部光変調器からの光出力パワー
は、P0からP1へと低下する。
In FIG. 16, it is assumed that a bias voltage corresponding to the point (a) is applied to the MZ type external optical modulator. At this time, assuming that the optimum bias changes from the point (a) to the point (b) due to the DC drift phenomenon, the bias voltage when the bias voltage corresponding to the point (a) is applied to the MZ type external optical modulator is obtained. The optical output power from the MZ type external optical modulator decreases from P0 to P1.

【0011】加えて、MZ型外部光変調器から出力され
る光信号に含まれる二次歪の量(以下、歪量)が増大す
る。バイアス電圧と歪量との関係を、図17に示す。図
17において、歪量は、印加バイアス電圧が最適バイア
ス電圧(これは、図15の最適バイアス点(a)と対応
する電圧である)からわずかでも外れると急激に増大し
ている。
[0011] In addition, the amount of secondary distortion (hereinafter, distortion amount) included in the optical signal output from the MZ type external optical modulator increases. FIG. 17 shows the relationship between the bias voltage and the amount of distortion. In FIG. 17, the amount of distortion rapidly increases when the applied bias voltage slightly deviates from the optimal bias voltage (this is a voltage corresponding to the optimal bias point (a) in FIG. 15).

【0012】MZ型外部光変調器を用いた従来の光送信
装置では、DCドリフトによる上記のような最適バイア
ス電圧の変動に追従して、光平均パワーの変動と歪量の
増大とを防止するために、MZ型外部光変調器から出力
される光信号の平均パワー(これは、光信号を光電気変
換し、得られた電気信号の直流成分、つまり電力を測定
することにより求まる)に基づいて、外部光変調器に印
加するバイアス電圧を制御していた。
In a conventional optical transmitter using an MZ type external optical modulator, the fluctuation of the optical average power and the increase of the distortion amount are prevented by following the fluctuation of the optimum bias voltage due to the DC drift. Therefore, based on the average power of the optical signal output from the MZ type external optical modulator (this is obtained by measuring the DC component of the obtained optical signal and measuring the power). Thus, the bias voltage applied to the external optical modulator has been controlled.

【0013】より具体的には、MZ型外部光変調器に印
加するバイアス電圧が最適に設定された初期状態におい
て、出力光信号の平均パワーを事前に計測し、その値
(基準パワー)を記憶しておく。以降、出力光信号の平
均パワーを監視して、光信号の平均パワーが基準パワー
と等しくなるように、印加バイアス電圧を制御する。
More specifically, in the initial state where the bias voltage applied to the MZ type external optical modulator is optimally set, the average power of the output optical signal is measured in advance, and the value (reference power) is stored. Keep it. Thereafter, the average power of the output optical signal is monitored, and the applied bias voltage is controlled so that the average power of the optical signal becomes equal to the reference power.

【0014】一方、周波数分割多重されたRF信号をM
Z型外部光変調器を用いて伝送する場合、図15に示し
たように、バイアス電圧に対して光出力パワーが正弦波
特性を示すため、この非線型性に基づく三次歪がRF信
号のダイナミックレンジを制限する。MZ型外部光変調
器の非線形性による三次歪を改善する方法の一つとし
て、2つのMZ干渉計を互いに縦続接続した構成を有す
るMZ型外部光変調器が用いられている(例えば、文献
「AN OPTICALLY LINEARIZED
MODULATOR FOR CATV APPLIC
ATIONS」Proc.SPIE Vol.229
1、pp.227〜238(1994))。
On the other hand, the frequency-division multiplexed RF signal is represented by M
In the case of transmission using a Z-type external optical modulator, as shown in FIG. 15, since the optical output power exhibits a sine wave characteristic with respect to the bias voltage, the third-order distortion based on this nonlinearity causes the RF signal to have a third-order distortion. Limit the dynamic range. As one of the methods for improving the third-order distortion due to the nonlinearity of the MZ type external optical modulator, an MZ type external optical modulator having a configuration in which two MZ interferometers are connected in cascade is used (for example, the document “ AN OPTICALLY LINEARRIZED
MODULATOR FOR CATV APPLIC
ATIONS "Proc. SPIE Vol. 229
1, pp. 227-238 (1994)).

【0015】この2つのMZ干渉計を縦続接続した構成
を有するMZ型外部光変調器(以下、二段MZ型外部光
変調器)の構成の一例を図18に示す。図18におい
て、二段MZ型外部光変調器は、互いに縦続接続された
2つのMZ干渉計20,21を持ち、後方のMZ干渉計
21の前後に各々方向性結合器22,23が挿入される
構成となっている。入力ポートから搬送光が入力される
と、その搬送光は、2つのMZ干渉計20,21を通じ
て変調され、2つの出力ポートから各々光信号が出力さ
れる。
FIG. 18 shows an example of the configuration of an MZ external optical modulator having a configuration in which these two MZ interferometers are connected in cascade (hereinafter, a two-stage MZ external optical modulator). In FIG. 18, the two-stage MZ type external optical modulator has two MZ interferometers 20 and 21 cascaded with each other, and directional couplers 22 and 23 are inserted before and after the rear MZ interferometer 21 respectively. Configuration. When a carrier light is input from the input port, the carrier light is modulated through the two MZ interferometers 20 and 21, and an optical signal is output from each of the two output ports.

【0016】その際、MZ干渉計20へは、第1バイア
ス電圧(Vb1)が印加された状態で、第1RF信号が
入力される。MZ干渉計21へは、第2バイアス電圧
(Vb2)が印加された状態で、第2RF信号が入力さ
れる。ここで、第1RF信号と第2RF信号とは、1つ
の信号発生器(図示せず)から出力されるRF信号(こ
のRF信号は、互いに異なる周波数を有する複数のアナ
ログ信号が多重された周波数多重信号である)を分岐し
て得られた信号である。第1RF信号と第2RF信号と
は、同じ周波数を有し、かつ異なる振幅および位相を有
する。両信号の間の振幅および位相の関係は、外部光変
調器から出力される光信号に含まれる三次歪が最小とな
るように調整されている。そして、2つの出力ポートか
ら、第1および第2RF信号で変調された光信号が各々
出力される。
At this time, the first RF signal is input to the MZ interferometer 20 with the first bias voltage (Vb1) applied. The second RF signal is input to the MZ interferometer 21 with the second bias voltage (Vb2) applied. Here, the first RF signal and the second RF signal are an RF signal output from one signal generator (not shown) (this RF signal is a frequency multiplexed signal obtained by multiplexing a plurality of analog signals having different frequencies from each other). (Which is a signal). The first and second RF signals have the same frequency and different amplitudes and phases. The relationship between the amplitude and the phase between the two signals is adjusted so that the third-order distortion included in the optical signal output from the external optical modulator is minimized. Then, optical signals modulated by the first and second RF signals are output from the two output ports.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】上記二段MZ型外部光
変調器の伝達関数Gtは、MZ干渉計20,21の伝達
関数をそれぞれG1,G2、方向性結合器22,23の
伝達関数をGcとすると、
The transfer function Gt of the two-stage MZ type external optical modulator is represented by G1 and G2 of the transfer functions of the MZ interferometers 20 and 21, and transfer functions of the directional couplers 22 and 23, respectively. If Gc,

【数4】 と表すことができる。(Equation 4) It can be expressed as.

【0018】但し、However,

【数5】 (Equation 5)

【0019】[0019]

【数6】 (Equation 6)

【0020】[0020]

【数7】 なお、上式(7)において、γは方向性結合器のカップ
リング係数を示している。
(Equation 7) In the above equation (7), γ indicates a coupling coefficient of the directional coupler.

【0021】また、上式(5)〜(7)において、x,
yは各MZ干渉計20,21に入力される信号であり、
以下の式(8),(9)で表される。
In the above equations (5) to (7), x,
y is a signal input to each of the MZ interferometers 20 and 21;
It is represented by the following equations (8) and (9).

【数8】 (Equation 8)

【0022】[0022]

【数9】 なお、上式(8),(9)において、Vb1,Vb2は
MZ干渉計20,21に印加するバイアス電圧を、m
1,m2は位相変調度を、ωfは周波数分割多重された
RF信号の中の1つの信号の角周波数を示している。
(Equation 9) In the above equations (8) and (9), Vb1 and Vb2 are bias voltages applied to the MZ interferometers 20 and 21, respectively.
1 and m2 represent a phase modulation factor, and ωf represents an angular frequency of one of the frequency-division multiplexed RF signals.

【0023】上式(4)〜(9)を用いてGtを計算す
ると、次式(10)となる。
When Gt is calculated using the above equations (4) to (9), the following equation (10) is obtained.

【数10】 (Equation 10)

【0024】この式(10)より、片側の出力ポートの
入出力関数F(x)は、
From this equation (10), the input / output function F (x) of one output port is

【数11】 のようになる。但し、Gt(1,1),Gt(1,2)
は、それぞれ行列Gtの1行1列および1行2列の項を
表している。
[Equation 11] become that way. However, Gt (1,1), Gt (1,2)
Represents the terms in the first row and first column and the first row and second column of the matrix Gt, respectively.

【0025】上式(11)を用いて、第2バイアス電圧
(Vb2)を一定として、第1バイアス電圧(Vb1)
に対する光出力パワーの特性を計算した結果を、図19
に示す。図19には、2つの曲線A,Bが示されている
が、これら曲線AとBとでは、第2バイアス電圧(Vb
2)の値が互いに異なっている。二段MZ型外部光変調
器では、DCドリフト現象によって特性がAからBに変
化するとみることができる。
Using the above equation (11), the second bias voltage (Vb2) is kept constant and the first bias voltage (Vb1)
FIG. 19 shows the result of calculating the characteristics of the optical output power with respect to FIG.
Shown in FIG. 19 shows two curves A and B. In these curves A and B, the second bias voltage (Vb
The values of 2) are different from each other. In the two-stage MZ type external optical modulator, it can be considered that the characteristic changes from A to B due to the DC drift phenomenon.

【0026】ここで、一段MZ型外部光変調器の場合、
図15に示したように、印加バイアス電圧−光出力パワ
ー特性は、正弦波状を示す。そして、この特性が、図1
6に示したように、DCドリフトによって横軸(バイア
ス電圧)方向に平行移動し、その結果、最適バイアス点
が図中(a)から(b)へと変化した。
Here, in the case of a one-stage MZ type external optical modulator,
As shown in FIG. 15, the applied bias voltage-optical output power characteristic shows a sine wave shape. This characteristic is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the DC drift caused a parallel movement in the horizontal axis (bias voltage) direction, and as a result, the optimum bias point changed from (a) to (b) in the figure.

【0027】一方、二段MZ型外部光変調器の場合、図
19に示すように、第1バイアス電圧−光出力パワー特
性は、一段型の場合と同様、正弦波状を示す。そして、
この特性が、DCドリフトによって横軸(バイアス電
圧)方向に平行移動し、その結果、第1最適バイアス点
が図中(a)から(b)へと変化する点も、一段MZ型
の場合と同じである。二段MZ型が一段MZ型と異なる
のは、DCドリフトによって、特性曲線が横軸方向に平
行移動するだけでなく、さらに縦軸方向に伸縮(つまり
曲線の振幅が変化)する点である。
On the other hand, in the case of the two-stage MZ type external optical modulator, as shown in FIG. 19, the first bias voltage-optical output power characteristic shows a sine wave shape as in the case of the one-stage type. And
This characteristic shifts in parallel in the horizontal axis (bias voltage) direction due to DC drift, and as a result, the first optimum bias point changes from (a) to (b) in the figure, as compared with the case of the one-stage MZ type. Is the same. The difference between the two-stage MZ type and the one-stage MZ type is that the DC drift causes the characteristic curve to not only move in parallel in the horizontal axis direction but also expand and contract in the vertical axis direction (that is, the amplitude of the curve changes).

【0028】ここで、図16のように、特性曲線が横軸
方向へ平行移動するだけの場合、DCドリフトが起こる
前の最適バイアス点(a)における特性曲線(実線)の
傾き(ここで、特性曲線の傾きは、外部光変調器での光
変調度を表している)と、DCドリフトが起こった後の
最適バイアス点(b)における特性曲線(点線)の傾き
とは、互いに等しい。一方、図19のように、特性曲線
が横軸方向に平行移動するのに加えて縦軸方向への伸縮
が生じる場合には、DCドリフト前の最適バイアス点
(a)での特性曲線(A)の傾きと、DCドリフト後の
最適バイアス点(b)での特性曲線(B)の傾きとは、
互いに異なる値となる。
Here, as shown in FIG. 16, when the characteristic curve only moves in the horizontal direction, the slope of the characteristic curve (solid line) at the optimum bias point (a) before DC drift occurs (here, The slope of the characteristic curve represents the degree of light modulation in the external light modulator) and the slope of the characteristic curve (dotted line) at the optimum bias point (b) after the DC drift has occurred. On the other hand, as shown in FIG. 19, when the characteristic curve moves in the horizontal axis direction and expands / contracts in the vertical axis direction, the characteristic curve (A) at the optimum bias point (a) before the DC drift is generated. ) And the slope of the characteristic curve (B) at the optimum bias point (b) after the DC drift,
The values are different from each other.

【0029】従って、仮に、二段MZ型外部光変調器を
用いた光送信装置において、一段MZ型外部光変調器で
行ったバイアス電圧制御処理と同様の処理、すなわち、
最適バイアス点が図19中(a)から(b)へと変動す
るのに応じて、第1バイアス電圧をVb1_aからVb
1_bへと変化させる処理を行ったとすると、二次歪の
増大を防止することはできるものの、その外部光変調器
の光変調度が変化しているので、出力光信号に含まれる
RF信号のレベル変動、すなわちキャリアレベルの変動
が起こる。こうして二段MZ型外部光変調器で起こるD
Cドリフトによるキャリアレベルの変動は、光送信装置
が安定したC/N特性を得られない不都合をもたらす。
Therefore, suppose that in the optical transmitter using the two-stage MZ type external optical modulator, the same process as the bias voltage control process performed by the one-stage MZ type external optical modulator, ie,
As the optimal bias point changes from (a) to (b) in FIG. 19, the first bias voltage is changed from Vb1_a to Vb.
If the processing for changing to 1_b is performed, an increase in second-order distortion can be prevented, but the level of the RF signal included in the output optical signal is changed because the degree of light modulation of the external optical modulator is changed. Fluctuations, ie, fluctuations in the carrier level, occur. Thus, D occurring in the two-stage MZ type external optical modulator
The fluctuation of the carrier level due to the C drift causes an inconvenience that the optical transmitter cannot obtain a stable C / N characteristic.

【0030】それゆえに、本発明の目的は、光源からの
搬送光を、複数のアナログ信号が多重された1つのRF
信号を分岐して得られる2つのRF信号で変調する外部
光変調器を備えた光送信装置であって、たとえ経年変化
や温度変化のためにDCドリフトが発生しても、外部変
調器から出力される光信号の平均パワーの変動や、光信
号に含まれる歪量の増大を抑制することができ、しか
も、出力光信号に含まれるRF信号のレベル変動(キャ
リアレベル変動)をも防ぐことができるような、安定し
た伝送特性およびC/N特性を有する光送信装置を実現
することである。
Therefore, an object of the present invention is to convert a carrier light from a light source into one RF signal in which a plurality of analog signals are multiplexed.
An optical transmitter including an external optical modulator that modulates a signal with two RF signals obtained by splitting a signal. Even if a DC drift occurs due to aging or temperature change, an output from the external modulator is generated. It is possible to suppress the fluctuation of the average power of the received optical signal and the increase in the amount of distortion included in the optical signal, and also to prevent the level fluctuation (carrier level fluctuation) of the RF signal included in the output optical signal. An object of the present invention is to realize an optical transmission device having stable transmission characteristics and C / N characteristics.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明は、搬送光を、複数のアナログ信号が多重された1
つのRF信号を分岐して得られる第1および第2のRF
信号で外部変調して送信する光送信装置であって、搬送
光を出力する光源、光源から出力される搬送光を第1お
よび第2のRF信号で変調する外部光変調器、外部光変
調器に第1および第2のバイアス電圧を印加するバイア
ス電圧印加器、およびバイアス電圧印加器が外部光変調
器に印加する第1バイアス電圧を、当該外部光変調器か
ら出力される光信号の平均パワーに基づいて制御し、か
つ、第2のバイアス電圧を、当該光信号に含まれるRF
信号のレベルに基づいて制御するバイアス電圧制御手段
を備える。
According to a first aspect of the present invention, a carrier light is generated by converting a carrier light into a plurality of multiplexed analog signals.
First and second RF signals obtained by splitting two RF signals
An optical transmitter for externally modulating a signal and transmitting the signal, comprising: a light source for outputting carrier light; an external light modulator for modulating carrier light output from the light source with first and second RF signals; A first bias voltage applied to the external optical modulator by the bias voltage applicator, and an average power of an optical signal output from the external optical modulator. And the second bias voltage is controlled based on RF included in the optical signal.
A bias voltage control means for controlling based on a signal level is provided.

【0032】上記第1の発明では、外部光変調器(好ま
しくは、下記第3の発明のような二段MZ型外部光変調
器)が、第1および第2のバイアス電圧の印加を受け、
搬送光を第1および第2のRF信号で変調する。その
際、外部光変調器に印加する第1バイアス電圧(以下、
第1バイアス電圧)を、外部光変調器から出力される光
信号の平均パワーに基づいて制御し、かつ、外部光変調
器に印加する第2バイアス電圧(以下、第2バイアス電
圧)を、外部光変調器から出力される光信号に含まれる
RF信号のレベルに基づいて制御するので、たとえ経年
変化や温度変化のためにDCドリフトが発生しても、外
部光変調器から出力される光信号の平均パワーの変動
や、出力光信号に含まれる二次歪の量(以下、歪量)の
増大を抑制できるうえ、外部光変調器から出力される光
信号に含まれる各RF信号のレベル変動(キャリアレベ
ル変動)をも防ぐことが可能となる。これにより、安定
した伝送特性およびC/N特性を有する光送信装置が実
現される。
In the first aspect, the external optical modulator (preferably, a two-stage MZ type external optical modulator as in the third aspect described below) receives the application of the first and second bias voltages,
The carrier light is modulated with the first and second RF signals. At this time, a first bias voltage (hereinafter, referred to as a first bias voltage) applied to the external optical modulator.
The first bias voltage is controlled based on the average power of the optical signal output from the external optical modulator, and the second bias voltage (hereinafter, the second bias voltage) applied to the external optical modulator is controlled by the external bias. Since the control is performed based on the level of the RF signal included in the optical signal output from the optical modulator, even if a DC drift occurs due to aging or temperature change, the optical signal output from the external optical modulator And the increase in the amount of second-order distortion (hereinafter referred to as distortion) included in the output optical signal, and the level fluctuation of each RF signal included in the optical signal output from the external optical modulator. (Carrier level fluctuation) can be prevented. Thereby, an optical transmission device having stable transmission characteristics and C / N characteristics is realized.

【0033】第2の発明は、第1の発明において、バイ
アス電圧制御手段は、外部光変調器から出力される光信
号を二分岐する光分岐器、光分岐器から出力される一方
の光信号を電気信号に変換する光電気変換器、光電気変
換器が出力する電気信号の電力を測定することにより、
外部光変調器から出力される光信号の平均パワーを検出
する光パワー検出器、光電気変換器が出力する電気信号
から特定帯域内の成分を抽出して、当該成分のレベルを
測定することにより、外部光変調器から出力される光信
号に含まれるRF信号のレベルを検出するRF信号レベ
ル検出器、およびバイアス電圧印加器が外部光変調器に
印加する第1バイアス電圧を、光パワー検出器によって
検出される光平均パワーが基準パワーと一致するように
制御し、かつ、第2バイアス電圧を、RF信号レベル検
出器によって検出されるレベルが基準レベルと一致する
ように制御するバイアス電圧制御回路を含む。
In a second aspect based on the first aspect, the bias voltage control means includes an optical splitter for splitting the optical signal output from the external optical modulator into two, and one optical signal output from the optical splitter. By converting the power of the electrical signal output by the photoelectric converter to convert the electrical signal into an electrical signal,
An optical power detector that detects the average power of the optical signal output from the external optical modulator, by extracting a component within a specific band from the electrical signal output by the photoelectric converter, and measuring the level of the component. An RF signal level detector for detecting a level of an RF signal included in an optical signal output from an external optical modulator, and an optical power detector for applying a first bias voltage applied to the external optical modulator by a bias voltage applicator. Voltage control circuit that controls the light average power detected by the RF signal level to match the reference power, and controls the second bias voltage so that the level detected by the RF signal level detector matches the reference level. including.

【0034】上記第2の発明では、外部光変調器から出
力される光信号の平均パワーが基準パワーと一致するよ
うに第1バイアス電圧を制御し、かつ、光信号に含まれ
るRF信号のレベルが基準レベルと一致するように第2
バイアス電圧を制御する。なお、基準パワーは、初期状
態において、外部光変調器から出力される光信号の平均
パワーであり、基準レベルは、初期状態において、外部
光変調器から出力される光信号に含まれるRF信号のレ
ベルである。
In the second aspect, the first bias voltage is controlled so that the average power of the optical signal output from the external optical modulator matches the reference power, and the level of the RF signal included in the optical signal is controlled. Second so that
Control the bias voltage. Note that the reference power is the average power of the optical signal output from the external optical modulator in the initial state, and the reference level is the average power of the RF signal included in the optical signal output from the external optical modulator in the initial state. Level.

【0035】第3の発明は、第1の発明において、外部
光変調器は、互いに縦続接続された第1および第2のマ
ッハツェンダー干渉計を有する二段MZ型外部光変調器
であり、第1のマッハツェンダー干渉計には、バイアス
電圧印加器によって第1バイアス電圧が印加された状態
で第1RF信号が入力され、第2のマッハツェンダー干
渉計には、バイアス電圧印加器によって第2バイアス電
圧が印加された状態で第2RF信号が入力される。
According to a third aspect, in the first aspect, the external optical modulator is a two-stage MZ type external optical modulator having first and second Mach-Zehnder interferometers cascaded to each other. The first Mach-Zehnder interferometer receives a first RF signal in a state where a first bias voltage is applied by a bias voltage applicator, and the second Mach-Zehnder interferometer has a second bias voltage applied by a bias voltage applicator. Is applied and the second RF signal is input.

【0036】上記第3の発明(または下記第8の発明)
では、三次歪が抑制されるので、各RF信号のダイナミ
ックレンジを大きくできる。
The third invention (or the eighth invention described below)
Then, since the third-order distortion is suppressed, the dynamic range of each RF signal can be increased.

【0037】第4の発明は、搬送光を、複数のアナログ
信号が多重された1つのRF信号を分岐して得られる第
1および第2のRF信号で外部変調して送信する光送信
装置であって、搬送光を出力する光源、光源から出力さ
れる搬送光を第1および第2のRF信号で変調する外部
光変調器、外部光変調器に第1および第2のバイアス電
圧を印加するバイアス電圧印加器、およびバイアス電圧
印加器が外部光変調器に印加する第1バイアス電圧を、
当該外部光変調器から出力される光信号に含まれる、当
該外部光変調器の非線形性によって生じた二次歪の量に
基づいて制御し、かつ、第2バイアス電圧を、当該光信
号に含まれるRF信号のレベルに基づいて制御するバイ
アス電圧制御手段を備える。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical transmitter for externally modulating a carrier light with first and second RF signals obtained by branching one RF signal in which a plurality of analog signals are multiplexed, and transmitting the resultant signal. A light source that outputs a carrier light; an external light modulator that modulates the carrier light output from the light source with first and second RF signals; and a first and a second bias voltage applied to the external light modulator. A bias voltage applicator, and a first bias voltage applied by the bias voltage applicator to the external optical modulator.
The optical signal output from the external optical modulator is controlled based on the amount of secondary distortion caused by nonlinearity of the external optical modulator, and the second bias voltage is included in the optical signal. Bias voltage control means for controlling based on the level of the RF signal to be applied.

【0038】上記第4の発明では、外部光変調器(好ま
しくは、下記第8の発明のような二段MZ型外部光変調
器)が、第1および第2のバイアス電圧の印加を受け、
搬送光を第1および第2のRF信号で変調する。その
際、外部光変調器に印加する第1バイアス電圧(以下、
第1バイアス電圧)を、外部光変調器から出力される光
信号に含まれる二次歪の量(以下、歪量)に基づいて制
御し、かつ、外部光変調器に印加する第2バイアス電圧
(以下、第2バイアス電圧)を、外部光変調器から出力
される光信号に含まれるRF信号のレベルに基づいて制
御するので、たとえ経年変化や温度変化のためにDCド
リフトが発生しても、外部光変調器から出力される光信
号の平均パワーの変動や、出力光信号に含まれる歪量の
増大を抑制できるうえ、外部光変調器から出力される光
信号に含まれる各RF信号のレベル変動(キャリアレベ
ル変動)をも防ぐことが可能となる。これにより、安定
した伝送特性およびC/N特性を有する光送信装置が実
現される。
In the fourth aspect, the external optical modulator (preferably, a two-stage MZ type external optical modulator as in the eighth aspect described below) receives the application of the first and second bias voltages,
The carrier light is modulated with the first and second RF signals. At this time, a first bias voltage (hereinafter, referred to as a first bias voltage) applied to the external optical modulator.
The first bias voltage is controlled based on the amount of secondary distortion (hereinafter referred to as distortion amount) included in the optical signal output from the external optical modulator, and the second bias voltage is applied to the external optical modulator. (Hereinafter, the second bias voltage) is controlled based on the level of the RF signal included in the optical signal output from the external optical modulator. Therefore, even if a DC drift occurs due to aging or temperature change. In addition, it is possible to suppress the fluctuation of the average power of the optical signal output from the external optical modulator and the increase in the amount of distortion included in the output optical signal. Level fluctuation (carrier level fluctuation) can also be prevented. Thereby, an optical transmission device having stable transmission characteristics and C / N characteristics is realized.

【0039】さらには、歪量に基づいて第1バイアス電
圧を制御するので、光平均パワーに基づいてそれを制御
する第1の発明と比べ、第1バイアス電圧の制御精度が
向上しており、より安定した伝送特性が得られる。な
お、歪量に基づいて第1バイアス電圧を制御する方が、
光パワーに基づいてそれを制御するよりも高精度な制御
を行えることは、例えば、図17に示される第1バイア
ス電圧−歪量特性曲線の最適バイアス電圧近傍における
傾きを、図15に示される第1バイアス電圧−出力光パ
ワー特性曲線の最適バイアス電圧近傍における傾きと比
較すれば、容易に理解できる。
Further, since the first bias voltage is controlled based on the amount of distortion, control accuracy of the first bias voltage is improved as compared with the first invention in which the first bias voltage is controlled based on the optical average power. More stable transmission characteristics can be obtained. Note that controlling the first bias voltage based on the amount of distortion is
The fact that the control can be performed with higher precision than the control based on the optical power is, for example, the inclination of the first bias voltage-distortion characteristic curve shown in FIG. 17 near the optimum bias voltage shown in FIG. It can be easily understood by comparing the slope of the first bias voltage-output light power characteristic curve near the optimum bias voltage.

【0040】第5の発明は、第4の発明において、バイ
アス電圧制御手段は、外部光変調器から出力される光信
号を二分岐する光分岐器、光分岐器から出力される一方
の光信号を電気信号に変換する光電気変換器、光電気変
換器が出力する電気信号から特定帯域内の成分を抽出し
て、当該成分のレベルを測定することにより、外部光変
調器から出力される光信号に含まれる、当該外部光変調
器の非線形性によって生じた二次歪の量を検出する歪量
検出器、光電気変換器が出力する電気信号から別の特定
帯域内の成分を抽出して、当該成分のレベルを測定する
ことにより、外部光変調器から出力される光信号に含ま
れるRF信号のレベルを検出するRF信号レベル検出
器、およびバイアス電圧印加器が外部光変調器に印加す
る第1バイアス電圧を、歪量検出器によって検出される
歪量が最小となるように制御し、かつ、第2バイアス電
圧を、RF信号レベル検出器によって検出されるレベル
が基準レベルと一致するように制御するバイアス電圧制
御回路を含む。
In a fifth aspect based on the fourth aspect, the bias voltage control means includes an optical splitter for splitting the optical signal output from the external optical modulator into two, and one optical signal output from the optical splitter. A light-to-electricity converter that converts a light into an electric signal, extracts a component within a specific band from the electric signal output by the light-to-electrical converter, and measures the level of the component, whereby the light output from the external light modulator Included in the signal, a distortion amount detector that detects the amount of secondary distortion caused by the nonlinearity of the external optical modulator, extracting a component within another specific band from the electric signal output by the photoelectric converter. An RF signal level detector that detects the level of the RF signal included in the optical signal output from the external optical modulator by measuring the level of the component, and a bias voltage applicator applies the RF signal to the external optical modulator. First bias voltage Bias voltage for controlling the amount of distortion detected by the amount of distortion detector to be minimum and controlling the second bias voltage so that the level detected by the RF signal level detector matches the reference level. Including control circuit.

【0041】上記第5の発明では、歪量が最小となるよ
うに第1バイアス電圧を制御し、かつ、光信号に含まれ
るRF信号のレベルが基準レベルと一致するように第2
バイアス電圧を制御する。なお、基準レベルは、初期状
態において、外部光変調器から出力される光信号に含ま
れるRF信号のレベルである。
In the fifth aspect, the first bias voltage is controlled so as to minimize the amount of distortion, and the second bias voltage is controlled such that the level of the RF signal included in the optical signal matches the reference level.
Control the bias voltage. Note that the reference level is the level of the RF signal included in the optical signal output from the external optical modulator in the initial state.

【0042】ここで、歪量は、第1バイアス電圧に対
し、歪量が最小となる第1最適バイアス電圧を対称軸と
する左右対称な特性を有している(図9参照)。そのた
め、DCドリフトによって第1最適バイアス電圧が変動
した場合、第1バイアス電圧を増加させる向きに制御す
るか、減少させる向きに制御するかを決定しなければな
らない。
Here, the amount of distortion has a left-right symmetric characteristic with respect to the first bias voltage, with the first optimal bias voltage at which the amount of distortion is minimized as the axis of symmetry (see FIG. 9). Therefore, when the first optimal bias voltage fluctuates due to DC drift, it is necessary to determine whether to control the first bias voltage to increase or decrease the first bias voltage.

【0043】そこで、下記第6の発明では、最初、第1
バイアス電圧を増加または減少させ、その前後で、歪量
が増加したか減少したかを判定する。そして、その判定
結果によって、次に第1バイアス電圧を増加させる向き
に制御するか、減少させる向きに制御するかを決定す
る。具体的には、第1バイアス電圧を増加(または減
少)させたことにより歪量が減少すれば、次も第1バイ
アス電圧を増加(または減少)させる向きに制御を行
い、もし歪量が増加すれば、次は第1バイアス電圧を減
少(または増加)させる向きに制御を行う。
Therefore, in the sixth invention described below, first, the first invention
The bias voltage is increased or decreased, and before and after, it is determined whether the distortion amount has increased or decreased. Then, based on the result of the determination, it is determined whether the first bias voltage is to be controlled to increase or to decrease. Specifically, if the amount of distortion is decreased by increasing (or decreasing) the first bias voltage, control is also performed in the direction of increasing (or decreasing) the first bias voltage, and if the amount of distortion is increased, Then, control is performed in a direction to decrease (or increase) the first bias voltage.

【0044】または、下記第7の発明のように、外部光
変調器から出力される光信号の平均パワーをさらに検出
し、その光平均パワーに基づいて、第1バイアス電圧を
増加させる向きに制御するか、減少させる向きに制御す
るかを決定してもよい。具体的には、外部光変調器に印
加する第1バイアス電圧と、外部光変調器から出力され
る光信号の平均パワーとが図19に示すような関係の時
には、光平均パワーが増大した(すなわちPoよりも大
きくなった)場合は第1バイアス電圧を増加させる向き
に、光平均パワーが減少した(すなわちPoよりも小さ
くなった)場合には、第1バイアス電圧を減少させる向
きに制御を行うと決定する。
Alternatively, as in a seventh aspect described below, the average power of the optical signal output from the external optical modulator is further detected, and control is performed to increase the first bias voltage based on the average power of the optical signal. It is also possible to determine whether to perform the control or the control in the direction in which the reduction is performed. Specifically, when the first bias voltage applied to the external optical modulator and the average power of the optical signal output from the external optical modulator have a relationship as shown in FIG. 19, the optical average power increases ( That is, when the optical average power decreases (that is, when it becomes smaller than Po), the control is performed in such a direction that the first bias voltage is increased. Decide to do it.

【0045】第6の発明は、第5の発明において、バイ
アス電圧制御回路は、バイアス電圧印加器が外部光変調
器に印加する第1バイアス電圧を増加または減少させ、
歪量検出器によって検出される歪量が、第1バイアス電
圧の増加または減少の前後で増加したか減少したかを判
定し、その判定結果によって、次に第1バイアス電圧を
増加させる向きに制御するか、減少させる向きに制御す
るかを決定することを特徴とする。
In a sixth aspect based on the fifth aspect, the bias voltage control circuit increases or decreases the first bias voltage applied to the external optical modulator by the bias voltage applying device,
It is determined whether the amount of distortion detected by the distortion amount detector has increased or decreased before or after the increase or decrease of the first bias voltage, and control is performed in a direction to increase the first bias voltage next based on the determination result. Or control to reduce the direction.

【0046】第7の発明は、第5の発明において、バイ
アス電圧制御手段は、光電気変換器が出力する電気信号
の電力を測定することにより、外部光変調器から出力さ
れる光信号の平均パワーを検出する光パワー検出器をさ
らに含み、バイアス電圧制御回路は、光パワー検出器が
検出した光平均パワーに基づいて、バイアス電圧印加器
が外部光変調器に印加する第1バイアス電圧を増加させ
る向きに制御するか、減少させる向きに制御するかを決
定することを特徴とする。
In a seventh aspect based on the fifth aspect, the bias voltage control means measures the average of the optical signal output from the external optical modulator by measuring the power of the electrical signal output from the photoelectric converter. An optical power detector for detecting power; wherein the bias voltage control circuit increases the first bias voltage applied to the external optical modulator by the bias voltage applicator based on the average optical power detected by the optical power detector. It is characterized in that it is determined whether the control is to be performed in the direction in which it is performed or in the direction in which it is reduced.

【0047】上記第7の発明では、第1バイアス電圧を
増加させるべきか減少させるべきかが即座にわかるの
で、DCドリフトによる第1最適バイアスの変動に対し
て、精度よく、しかも速やかに追従させることが可能と
なる。
In the seventh aspect of the present invention, whether the first bias voltage should be increased or decreased can be immediately determined, so that the variation of the first optimum bias due to the DC drift can be accurately and promptly followed. It becomes possible.

【0048】第8の発明は、第4の発明において、外部
光変調器は、互いに縦続接続された第1および第2のマ
ッハツェンダー干渉計を有する二段MZ型外部光変調器
であり、第1のマッハツェンダー干渉計には、バイアス
電圧印加器によって第1バイアス電圧が印加された状態
で第1RF信号が入力され、第2のマッハツェンダー干
渉計には、バイアス電圧印加器によって第2バイアス電
圧が印加された状態で第2RF信号が入力される。
In an eighth aspect based on the fourth aspect, the external optical modulator is a two-stage MZ type external optical modulator having first and second Mach-Zehnder interferometers cascaded to each other. The first Mach-Zehnder interferometer receives a first RF signal in a state where a first bias voltage is applied by a bias voltage applicator, and the second Mach-Zehnder interferometer has a second bias voltage applied by a bias voltage applicator. Is applied and the second RF signal is input.

【0049】[0049]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。 (第1の実施形態)図1は、本発明の第1の実施形態に
係る光送信装置の構成を示すブロック図である。図1に
おいて、光送信装置は、光源100と、バイアス電圧印
加器105と、外部光変調器110と、光分岐器120
と、光電気変換器130と、RF信号レベル検出器14
0と、光パワー検出器160とを備えている。バイアス
電圧印加器105は、バイアス電圧制御回路150を含
む。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the optical transmission device includes a light source 100, a bias voltage applicator 105, an external optical modulator 110, and an optical splitter 120.
, Photoelectric converter 130 and RF signal level detector 14
0 and an optical power detector 160. The bias voltage applicator 105 includes a bias voltage control circuit 150.

【0050】光源100は、搬送光を出力する。バイア
ス電圧印加器105は、外部光変調器110に第1およ
び第2のバイアス電圧を印加する。外部光変調器110
は、例えば図2のような構成を有する。すなわち、図2
の外部光変調器は、後方のMZ干渉計21の後ろにある
方向性結合器23がなく、ただ1つの出力ポートを持っ
ている点を除き、図18の外部光変調器(従来の技術の
説明を参照)と同様の構成を有する。
The light source 100 outputs carrier light. The bias voltage applicator 105 applies first and second bias voltages to the external optical modulator 110. External light modulator 110
Has a configuration as shown in FIG. 2, for example. That is, FIG.
The external light modulator of FIG. 18 has the same configuration as that of the external light modulator of FIG. 18 except that it has no directional coupler 23 behind the rear MZ interferometer 21 and has only one output port. (See description).

【0051】なお、図2の外部光変調器に変えて、図1
8の外部光変調器を用いてもよい。図18の二段MZ型
外部光変調器は、1つの入力ポートと、2つの出力ポー
トとを持ち、入力ポートから搬送光が入力されると、そ
の搬送光は、2つのMZ干渉計20,21を通じて変調
され、2つの出力ポートから各々光信号が出力される。
この図18の二段MZ型外部光変調器を用いる場合、一
方の光信号を光伝送路を通じて受信装置側へと伝送し、
他方の光信号を光電気変換器130へと入力すればよい
ので、図1に示される構成要素のうち、光分岐器120
が不要となる。
Note that, instead of the external optical modulator of FIG.
Eight external light modulators may be used. The two-stage MZ type external optical modulator shown in FIG. 18 has one input port and two output ports. When a carrier light is input from the input port, the carrier light is transmitted to the two MZ interferometers 20 and 20. The optical signal is modulated through 21 and optical signals are output from two output ports.
When the two-stage MZ type external optical modulator shown in FIG. 18 is used, one optical signal is transmitted to the receiving device side through an optical transmission path,
Since the other optical signal may be input to the photoelectric converter 130, the optical splitter 120 among the constituent elements shown in FIG.
Becomes unnecessary.

【0052】外部変調器110は、バイアス電圧印加器
105による第1バイアス電圧および第2バイアス電圧
の印加を受けた状態で、光源100から出力される搬送
光と、第1RF信号および第2RF信号とが入力され、
搬送光を各々第1バイアス電圧および第2バイアス電圧
でバイアスされた第1RF信号および第2RF信号に応
じて強度変調して、光信号を出力する。ここで、外部光
変調器110に入力される第1RF信号および第2RF
信号は、1つの信号発生器(図示せず)から出力される
RF信号(このRF信号は、互いに異なる周波数を有す
る複数のアナログ信号が多重された周波数多重信号であ
る)を分岐して得られた信号である。第1RF信号と第
2RF信号とは、同じ周波数を有し、かつ異なる振幅お
よび位相を有する。両信号の間の振幅および位相の関係
は、外部光変調器110から出力される光信号に含まれ
る三次歪が最小となるように調整されている。
The external modulator 110 receives the carrier light output from the light source 100, the first RF signal and the second RF signal in a state where the first bias voltage and the second bias voltage are applied by the bias voltage applicator 105. Is entered,
The carrier light is intensity-modulated according to the first RF signal and the second RF signal biased by the first bias voltage and the second bias voltage, respectively, and outputs an optical signal. Here, the first RF signal and the second RF signal input to the external optical modulator 110
The signal is obtained by branching an RF signal output from one signal generator (not shown) (this RF signal is a frequency multiplexed signal in which a plurality of analog signals having mutually different frequencies are multiplexed). Signal. The first and second RF signals have the same frequency and different amplitudes and phases. The relationship between the amplitude and the phase between the two signals is adjusted so that the third-order distortion included in the optical signal output from the external optical modulator 110 is minimized.

【0053】光分岐器120は、外部光変調器110か
ら出力される光信号を分岐する。光分岐器120から出
力される一方の光信号は、光伝送路を通じ、図示しない
受信装置へと伝送される。光分岐器120から出力され
る他方の光信号は、光電気変換器130へと入力され、
光電気変換器130によって電気信号に変換される。
The optical splitter 120 splits the optical signal output from the external optical modulator 110. One optical signal output from the optical splitter 120 is transmitted to a receiving device (not shown) through an optical transmission line. The other optical signal output from the optical splitter 120 is input to the photoelectric converter 130,
It is converted into an electric signal by the photoelectric converter 130.

【0054】光電気変換器130から出力される電気信
号がRF信号レベル検出器140おおび光パワー検出器
160に与えられ、RF信号レベル検出器140は、そ
の電気信号に基づいて、外部光変調器110から出力さ
れる光信号に含まれるRF信号のレベルを検出する。光
パワー検出器160は、その電気信号の電力もしくは電
流(すなわち、その信号に含まれる直流成分)を測定す
ることによって、外部光変調器110から出力される光
信号の平均パワーを検出する。
An electric signal output from the photoelectric converter 130 is supplied to an RF signal level detector 140 and an optical power detector 160, and the RF signal level detector 140 performs external light modulation based on the electric signal. The level of the RF signal included in the optical signal output from the detector 110 is detected. The optical power detector 160 detects the average power of the optical signal output from the external optical modulator 110 by measuring the power or current of the electric signal (that is, a DC component included in the signal).

【0055】RF信号レベル検出器140によって検出
されたレベルと、光パワー検出器160によって検出さ
れた光平均パワーとがバイアス電圧制御回路150に与
えられ、バイアス電圧制御回路150は、そのレベルに
基づいて、バイアス電圧印加器105が外部光変調器1
10に印加する第1バイアス電圧(以下、第1バイアス
電圧)を制御し、また、その光平均パワーに基づいて、
バイアス電圧印加器105が外部光変調器110に印加
する第2バイアス電圧(以下、第2バイアス電圧)を制
御する。
The level detected by the RF signal level detector 140 and the optical average power detected by the optical power detector 160 are given to the bias voltage control circuit 150, and the bias voltage control circuit 150 determines the level based on the levels. The bias voltage applicator 105 is connected to the external optical modulator 1
A first bias voltage (hereinafter, referred to as a first bias voltage) applied to the power supply 10 is controlled, and based on the optical average power,
The bias voltage applicator 105 controls a second bias voltage (hereinafter, a second bias voltage) applied to the external optical modulator 110.

【0056】上記のRF信号レベル検出器140は、例
えば、電気信号から所望の周波数帯域内にある成分だけ
を抽出するフィルタと、その成分のレベル(電圧)を測
定する回路とによって実現される。ここでは、第1RF
信号の周波数を含むような帯域内にある成分だけを透過
させるような特性を持つフィルタが選ばれる。
The above-mentioned RF signal level detector 140 is realized by, for example, a filter for extracting only a component within a desired frequency band from an electric signal, and a circuit for measuring the level (voltage) of the component. Here, the first RF
A filter having a characteristic of transmitting only a component within a band including the frequency of the signal is selected.

【0057】以上のように構成された光送信装置の動作
について、以下に説明する。光源100から出力される
光は、外部光変調器110に入力される。一般に、外部
光変調器110へ入力する光は、偏波面の調整を行うこ
とによって、TEモードもしくはTMモードのどちらか
一方だけに制限される。この調整を行う方法としては、
偏波コントローラを光源100と外部光変調器110と
の間に挿入して、偏波コントローラによって偏波面を調
整する方法や、光源100と外部光変調器110との間
のファイバに偏波保持ファイバを用いる方法などがあ
る。図1には、この偏波面の調整を行う偏波コントロー
ラや偏波保持ファイバについては、明記されていない。
The operation of the optical transmission device configured as described above will be described below. Light output from the light source 100 is input to the external light modulator 110. In general, light input to the external optical modulator 110 is limited to only one of the TE mode and the TM mode by adjusting the polarization plane. There are two ways to make this adjustment:
A method of inserting a polarization controller between the light source 100 and the external light modulator 110 and adjusting the polarization plane by the polarization controller, or a method of using a polarization maintaining fiber in the fiber between the light source 100 and the external light modulator 110 And the like. FIG. 1 does not specify a polarization controller or a polarization maintaining fiber for adjusting the polarization plane.

【0058】外部光変調器110は、バイアス電圧印加
器105により第1バイアス電圧および第2バイアス電
圧を印加されており、入力される第1RF信号および第
2RF信号に応じて入力光を強度変調し、光信号を出力
する。この出力光信号は、光分岐器120で分岐され、
その分岐された一方の光信号は、光電気変換器130で
電気信号に変換される。光電気変換器130から出力さ
れた電気信号は、RF信号レベル検出器140および光
パワー検出器160に入力される。
The external light modulator 110 is applied with the first bias voltage and the second bias voltage by the bias voltage applicator 105, and modulates the intensity of the input light according to the input first RF signal and second RF signal. Output an optical signal. This output optical signal is split by the optical splitter 120,
One of the branched optical signals is converted into an electrical signal by the photoelectric converter 130. The electric signal output from the photoelectric converter 130 is input to the RF signal level detector 140 and the optical power detector 160.

【0059】RF信号レベル検出器140は、その電気
信号に含まれる交流成分から、所望の帯域内(ここで
は、第1RF信号の周波数を含むような帯域内)にある
成分を抽出して、その成分のレベルを測定する。光パワ
ー検出器160は、その電気信号の電力もしくは電流
(直流成分)を測定する機能を有し、測定した電力に基
づいて所定の演算を行うことにより、外部光変調器11
0から出力される光信号の平均パワーを検出する。
The RF signal level detector 140 extracts a component within a desired band (here, a band including the frequency of the first RF signal) from the AC component included in the electric signal, and extracts the component. Measure the level of the component. The optical power detector 160 has a function of measuring the power or the current (DC component) of the electric signal, and performs a predetermined calculation based on the measured power, thereby obtaining the external light modulator 11.
The average power of the optical signal output from 0 is detected.

【0060】RF信号レベル検出器140から出力され
る信号と、光パワー検出器160から出力される信号と
は、バイアス電圧印加器105内のバイアス電圧制御回
路150に入力される。応じて、バイアス電圧制御回路
150は、光パワー検出器160において検出される光
平均パワーが基準パワーPo(後述)に一致するよう
に、バイアス電圧印加器105が外部光変調器110に
印加する第1バイアス電圧の制御を行う。このような構
成とすることによって、第1バイアス電圧を常に、光平
均パワーが基準パワーPoに一致するようなバイアス電
圧(以下、第1最適バイアス電圧)に保つことが可能と
なる。
The signal output from the RF signal level detector 140 and the signal output from the optical power detector 160 are input to a bias voltage control circuit 150 in the bias voltage applicator 105. In response, the bias voltage control circuit 150 applies the bias voltage to the external light modulator 110 by the bias voltage applicator 105 so that the average optical power detected by the optical power detector 160 matches the reference power Po (described later). One bias voltage is controlled. With such a configuration, the first bias voltage can always be maintained at a bias voltage (hereinafter, referred to as a first optimum bias voltage) such that the optical average power matches the reference power Po.

【0061】さらに、バイアス電圧制御回路150は、
RF信号レベル検出器140において検出されるレベル
が基準レベルCo(後述)に一致するように、バイアス
電圧印加器105が外部光変調器110に印加する第2
バイアス電圧の制御を行う。このような構成とすること
によって、第2バイアス電圧を常に、RF信号レベルが
基準レベルCoに一致するようなバイアス電圧(以下、
第2最適バイアス電圧)に保つことが可能となる。
Further, the bias voltage control circuit 150
The second voltage applied by the bias voltage applicator 105 to the external optical modulator 110 so that the level detected by the RF signal level detector 140 matches a reference level Co (described later).
Controls the bias voltage. With such a configuration, the second bias voltage is always set to a bias voltage (hereinafter, referred to as a reference voltage Co) such that the RF signal level matches the reference level Co.
(The second optimum bias voltage).

【0062】ここで、バイアス電圧制御回路150が行
う第1バイアス電圧制御処理および第2バイアス電圧制
御について、詳しく説明する。第1バイアス電圧制御処
理は、光平均パワーが一定となるように第1バイアス電
圧を制御することによって、DCドリフトによる第1最
適バイアス電圧の変動に、バイアス電圧印加器105が
外部光変調器110に印加する第1バイアス電圧を追従
させる処理である。
Here, the first bias voltage control processing and the second bias voltage control performed by the bias voltage control circuit 150 will be described in detail. In the first bias voltage control process, the bias voltage applicator 105 controls the external optical modulator 110 by controlling the first bias voltage so that the optical average power is constant, so that the fluctuation of the first optimal bias voltage due to the DC drift is caused. This is a process of following the first bias voltage applied to the first control signal.

【0063】一方、第2バイアス電圧制御処理は、RF
信号レベルが一定となるように第2バイアス電圧を制御
することによって、DCドリフトによる第2最適バイア
ス電圧の変動に、バイアス電圧印加器105が外部光変
調器110に印加する第2バイアス電圧を追従させる処
理である。
On the other hand, the second bias voltage control process
By controlling the second bias voltage so that the signal level becomes constant, the bias voltage applicator 105 follows the second bias voltage applied to the external optical modulator 110 by the fluctuation of the second optimum bias voltage due to the DC drift. This is the process to make it.

【0064】第1バイアス電圧制御処理は、従来と同様
の処理であるが、これに第2バイアス電圧制御処理が加
わることによって、たとえDCドリフトが生じても出力
光信号に含まれるRF信号のレベル(キャリアレベル)
が低下することがなくなり、その結果、常に良好なC/
N比が得られる。
The first bias voltage control process is the same as the conventional process. However, by adding the second bias voltage control process, even if a DC drift occurs, the level of the RF signal included in the output optical signal is increased. (Career level)
Does not decrease, and as a result, always good C /
An N ratio is obtained.

【0065】図3は、図1のバイアス電圧制御回路15
0が行う処理を記述したフローチャートである。図3に
おいて、最初、バイアス電圧制御回路150は、基準パ
ワーPoを記憶し(ステップS11)、次いで、基準レ
ベルCoを記憶する(ステップS12)。なお、これら
ステップS11およびS12の実行順序は、互いに逆転
しても構わない。
FIG. 3 shows the bias voltage control circuit 15 of FIG.
10 is a flowchart describing the processing performed by the C.O. 3, first, the bias voltage control circuit 150 stores the reference power Po (Step S11), and then stores the reference level Co (Step S12). The execution order of steps S11 and S12 may be reversed.

【0066】上記ステップS11およびS12で記憶さ
れる基準パワーPoおよび基準レベルCoは、第1バイ
アス電圧および第2バイアス電圧が各々最適に調整され
た初期状態において、RF信号レベル検出器140およ
び光パワー検出器160から各々出力される信号値であ
る。
The reference power Po and the reference level Co stored in steps S11 and S12 correspond to the RF signal level detector 140 and the optical power in the initial state where the first bias voltage and the second bias voltage are respectively adjusted optimally. These are signal values output from the detector 160.

【0067】次に、バイアス電圧制御回路150は、ス
テップS11およびS12で記憶した基準パワーPoお
よび基準レベルCoと、RF信号レベル検出器140お
よび光パワー検出器160から各々出力される信号値と
に基づいて、最初、第1バイアス電圧の制御を行い(ス
テップS13)、次いで、第2バイアス電圧の制御を行
う(ステップS14)。なお、これらステップS13お
よびS14の実行順序は、互いに逆転しても構わない。
その後、処理を継続するか否かが判断され(ステップS
15)、判断結果が肯定の場合は、ステップS13およ
びS14の各制御処理が反復される。一方、否定の場合
には、処理が終了される。
Next, the bias voltage control circuit 150 converts the reference power Po and the reference level Co stored in steps S11 and S12 and the signal values output from the RF signal level detector 140 and the optical power detector 160, respectively. First, the first bias voltage is controlled (step S13), and then the second bias voltage is controlled (step S14). The execution order of steps S13 and S14 may be reversed.
Thereafter, it is determined whether or not to continue the processing (step S).
15) If the judgment result is affirmative, each control process of steps S13 and S14 is repeated. On the other hand, if the determination is negative, the process ends.

【0068】図4は、図3のステップS13(図1のバ
イアス電圧制御回路150が行う第1バイアス電圧制御
処理)の詳細を示すフローチャートである。図4におい
て、バイアス電圧制御回路150へは、光パワー検出器
160が検出した光平均パワーが与えられる。バイアス
電圧制御回路150は、最初、与えられた光平均パワー
を、図3のステップS11で記憶した基準パワーPoと
比較することによって、光平均パワーがPoから予め決
められたしきい値以上変化したか否かを判定する(ステ
ップS101)。そして、その判定結果が否定の場合、
ステップS105へと進む。
FIG. 4 is a flowchart showing the details of step S13 of FIG. 3 (first bias voltage control processing performed by the bias voltage control circuit 150 of FIG. 1). In FIG. 4, an optical average power detected by the optical power detector 160 is given to the bias voltage control circuit 150. The bias voltage control circuit 150 first compares the given optical average power with the reference power Po stored in step S11 in FIG. 3 so that the optical average power has changed from Po by a predetermined threshold or more. It is determined whether or not (step S101). And if the judgment result is negative,
Proceed to step S105.

【0069】ステップS101の判定結果が肯定の場
合、バイアス電圧制御回路150は、光平均パワーが増
加したか否かを判定する(ステップS102)。その判
定結果が肯定の場合、バイアス電圧制御回路150は、
光パワー検出器160から与えられる光平均パワーを監
視しながら、そのパワーがPoに一致するように、第1
バイアス電圧を増加させる(ステップS103)。そし
て、ステップS105へと進む。
If the determination result in step S101 is affirmative, the bias voltage control circuit 150 determines whether or not the optical average power has increased (step S102). If the determination result is positive, the bias voltage control circuit 150
While monitoring the optical average power given from the optical power detector 160, the first power is adjusted so that the power coincides with Po.
The bias voltage is increased (Step S103). Then, the process proceeds to step S105.

【0070】ステップS102の判定結果が否定の場
合、バイアス電圧制御回路150は、光パワー検出器1
60から与えられる光平均パワーを監視しながら、その
パワーがPoに一致するように、第1バイアス電圧を減
少させる(ステップS104)。そして、ステップS1
05へと進む。
If the decision result in the step S102 is negative, the bias voltage control circuit 150 sets the optical power detector 1
While monitoring the optical average power given from 60, the first bias voltage is reduced so that the power matches Po (step S104). Then, step S1
Proceed to 05.

【0071】ステップS105では、バイアス電圧制御
回路150は、第1バイアス電圧を一定期間、現在の値
のまま保持する。第1バイアス電圧を保持する時間は、
経年変化や温度変化の生じる期間よりも短く設定され
る。以上が、第1バイアス電圧制御処理である。
In step S105, the bias voltage control circuit 150 holds the first bias voltage at the current value for a certain period. The time for holding the first bias voltage is:
It is set shorter than the period during which aging or temperature changes occur. The above is the first bias voltage control processing.

【0072】バイアス電圧制御回路150が上記のよう
な処理を行うことによって、バイアス電圧印加器105
が外部光変調器110に印加する第1バイアス電圧を、
経年変化や温度変化等による第1最適バイアス電圧の変
動に追従させることが可能となる。その後、図3のフロ
ーに戻って、ステップS14の第2バイアス電圧制御処
理が実行される。
The bias voltage control circuit 150 performs the above-described processing, whereby the bias voltage
Is the first bias voltage applied to the external light modulator 110,
It is possible to follow the fluctuation of the first optimum bias voltage due to aging, temperature change, and the like. Thereafter, returning to the flow of FIG. 3, the second bias voltage control processing of step S14 is executed.

【0073】図5は、図3のステップS14(図1のバ
イアス電圧制御回路150が行う第2バイアス電圧制御
処理)の詳細を示すフローチャートである。図5におい
て、バイアス電圧制御回路150へは、RF信号レベル
検出器140が検出したRF信号レベルが与えられる。
バイアス電圧制御回路150は、最初、与えられたRF
信号レベルを、図3のステップS12で記憶した基準レ
ベルCoと比較することによって、RF信号レベルがC
oから予め決められたしきい値以上変化したか否かを判
定する(ステップS201)。そして、その判定結果が
否定の場合、ステップS205へと進む。
FIG. 5 is a flowchart showing the details of step S14 of FIG. 3 (the second bias voltage control process performed by the bias voltage control circuit 150 of FIG. 1). In FIG. 5, an RF signal level detected by an RF signal level detector 140 is supplied to a bias voltage control circuit 150.
The bias voltage control circuit 150 initially receives the applied RF
By comparing the signal level with the reference level Co stored in step S12 of FIG.
It is determined whether or not the value has changed from o by a predetermined threshold value or more (step S201). If the result of the determination is negative, the process proceeds to step S205.

【0074】ステップS201の判定結果が肯定の場
合、バイアス電圧制御回路150は、RF信号レベルが
増加したか否かを判定する(ステップS202)。その
判定結果が肯定の場合、バイアス電圧制御回路150
は、RF信号レベル検出器160から与えられるRF信
号レベルを監視しながら、そのレベルがCoに一致する
ように、第2バイアス電圧を増加させる(ステップS2
03)。そして、ステップS205へと進む。
If the determination result of step S201 is affirmative, the bias voltage control circuit 150 determines whether or not the RF signal level has increased (step S202). If the determination result is affirmative, the bias voltage control circuit 150
Monitors the RF signal level supplied from the RF signal level detector 160, and increases the second bias voltage so that the level matches Co (step S2).
03). Then, the process proceeds to step S205.

【0075】ステップS202の判定結果が否定の場
合、バイアス電圧制御回路150は、RF信号レベル検
出器160から与えられるRF信号レベルを監視しなが
ら、そのレベルがCoに一致するように、第2バイアス
電圧を減少させる(ステップS204)。そして、ステ
ップS205へと進む。
If the decision result in the step S202 is negative, the bias voltage control circuit 150 monitors the RF signal level supplied from the RF signal level detector 160, and adjusts the second bias so that the level coincides with Co. The voltage is decreased (step S204). Then, the process proceeds to step S205.

【0076】ステップS205では、バイアス電圧制御
回路150は、第2バイアス電圧を一定期間、現在の値
のまま保持する。第2バイアス電圧を保持する時間は、
経年変化や温度変化の生じる期間よりも短く設定され
る。以上が、第2バイアス電圧制御処理である。
In step S205, the bias voltage control circuit 150 holds the second bias voltage at the current value for a certain period. The time for holding the second bias voltage is:
It is set shorter than the period during which aging or temperature changes occur. The above is the second bias voltage control processing.

【0077】バイアス電圧制御回路150が上記のよう
な処理を行うことによって、バイアス電圧印加器105
が外部光変調器110に印加する第2バイアス電圧を、
経年変化や温度変化等による第2最適バイアス電圧の変
動に追従させることが可能となる。その後、図3のフロ
ーに戻って、ステップS15の判定が行われ、処理を継
続する場合には、上記ステップS13およびS14と同
様の処理が反復される。
The bias voltage control circuit 150 performs the above-described processing, whereby the bias voltage
Is the second bias voltage applied to the external optical modulator 110,
It is possible to follow a change in the second optimum bias voltage due to aging, temperature change, or the like. Thereafter, returning to the flow of FIG. 3, the determination in step S15 is performed, and when the processing is continued, the same processing as in steps S13 and S14 is repeated.

【0078】ここで、上記のように、ステップS13で
第1バイアス電圧を最適に制御した後、ステップS14
で第2バイアス電圧の制御を行う場合、後者の制御処理
の影響によって第1バイアス電圧が最適値から外れるこ
とがあり得る。あるいは、上記とは逆に、ステップS1
4で第2バイアス電圧を最適に制御した後、ステップS
13で第1バイアス電圧の制御を行う場合、後者の制御
処理の影響によって第2バイアス電圧が最適値から外れ
ることがあり得る。
Here, as described above, after the first bias voltage is optimally controlled in step S13, the process proceeds to step S14.
In the case where the second bias voltage is controlled in the first step, the first bias voltage may deviate from the optimum value due to the influence of the latter control processing. Alternatively, contrary to the above, step S1
After optimally controlling the second bias voltage in step 4,
When the control of the first bias voltage is performed in step 13, the second bias voltage may deviate from the optimum value due to the influence of the latter control processing.

【0079】しかし、このような、第1バイアス電圧制
御と第2バイアス電圧制御とが互いに影響を及ぼし合っ
て生じる最適値からのずれは、ステップS13およびS
14を反復して実行することによって解消することがで
きる。
However, the deviation from the optimum value caused by the first bias voltage control and the second bias voltage control affecting each other is described in steps S13 and S13.
The problem can be solved by repeatedly executing step 14.

【0080】以上のように、本実施形態によれば、光源
100からの搬送光を、複数のアナログ信号が多重され
た1つのRF信号を分岐して得られる第1および第2の
RF信号で変調する外部光変調器110を備えた光送信
装置であって、たとえ経年変化や温度変化のためにDC
ドリフトが発生しても、外部変調器110から出力され
る光信号の平均パワーの変動や、光信号に含まれる歪量
の増大を抑制することができ、しかも、出力光信号に含
まれるRF信号のレベル変動(キャリアレベル変動)を
も防ぐことができるような、安定した伝送特性およびC
/N特性を有する光送信装置が実現される。
As described above, according to this embodiment, the carrier light from the light source 100 is converted into the first and second RF signals obtained by branching one RF signal in which a plurality of analog signals are multiplexed. An optical transmission device having an external optical modulator 110 for modulating a signal.
Even if the drift occurs, it is possible to suppress the fluctuation of the average power of the optical signal output from the external modulator 110 and the increase in the amount of distortion included in the optical signal, and further, the RF signal included in the output optical signal. Stable transmission characteristics and C that can also prevent level fluctuations (carrier level fluctuations)
An optical transmission device having the / N characteristic is realized.

【0081】(第2の実施形態)図6は、本発明の第2
の実施形態に係る光送信装置の構成を示すブロック図で
ある。図6において、光送信装置は、光源200と、バ
イアス電圧印加器205と、外部光変調器210と、光
分岐器220と、光電気変換器230と、RF信号レベ
ル検出器240と、歪量検出器260とを備えている。
バイアス電圧印加器205は、バイアス電圧制御回路2
50を含む。
(Second Embodiment) FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows the structure of the optical transmission apparatus which concerns on embodiment. 6, the optical transmitter includes a light source 200, a bias voltage applicator 205, an external optical modulator 210, an optical splitter 220, an optical-electrical converter 230, an RF signal level detector 240, a distortion amount, And a detector 260.
The bias voltage applicator 205 is connected to the bias voltage control circuit 2
50.

【0082】光源200、バイアス電圧印加器205、
外部光変調器210、光分岐器220、光電気変換器2
30およびRF信号レベル検出器240は、図1と同じ
ものであり、説明を省略する(第1の実施形態を参
照)。外部光変調器210の構成は、例えば図2に示さ
れている(従来技術の欄を参照)。
The light source 200, the bias voltage applicator 205,
External optical modulator 210, optical splitter 220, photoelectric converter 2
30 and the RF signal level detector 240 are the same as those in FIG. 1, and the description is omitted (see the first embodiment). The configuration of the external light modulator 210 is shown, for example, in FIG. 2 (see the section of the prior art).

【0083】光電気変換器230から出力される電気信
号が歪量検出器260に与えられ、歪量検出器260
は、その電気信号に基づいて、外部光変調器210から
出力される光信号に含まれる二次歪の量(以下、歪量)
を検出する。
The electric signal output from the photoelectric converter 230 is supplied to the distortion detector 260, and the distortion detector 260
Is the amount of secondary distortion contained in the optical signal output from the external optical modulator 210 based on the electric signal (hereinafter, the amount of distortion)
Is detected.

【0084】RF信号レベル検出器240によって検出
されたレベルと、歪量検出器260によって検出された
歪量とがバイアス電圧制御回路250に与えられ、バイ
アス電圧制御回路250は、その歪量に基づいて、第1
バイアス電圧を制御し、また、そのレベルに基づいて、
第2バイアス電圧を制御する(この第2印加バイアス制
御処理は、第1の実施形態のそれと同様の処理である;
図5参照)。
The level detected by the RF signal level detector 240 and the distortion amount detected by the distortion amount detector 260 are given to the bias voltage control circuit 250, and the bias voltage control circuit 250 determines the level based on the distortion amount. And the first
Controls the bias voltage and, based on its level,
Controlling the second bias voltage (this second applied bias control process is similar to that of the first embodiment;
(See FIG. 5).

【0085】上記の歪量検出器260は、例えば、電気
信号から所望の周波数帯域内にある成分だけを抽出する
フィルタと、その成分のレベル(電圧)を測定する回路
とによって実現される。歪量検出器260は、典型的に
は、二次歪の生じる1つの帯域内にある成分を抽出す
る。電気信号に含まれる各アナログ信号の周波数が既知
であれば、生じる二次歪の周波数を予め算出可能なの
で、その周波数近傍の成分だけを透過させるようなフィ
ルタを選べばよい。
The above-mentioned distortion detector 260 is realized, for example, by a filter for extracting only a component within a desired frequency band from an electric signal, and a circuit for measuring the level (voltage) of the component. The distortion amount detector 260 typically extracts components within one band in which second-order distortion occurs. If the frequency of each analog signal included in the electric signal is known, the frequency of the generated secondary distortion can be calculated in advance. Therefore, a filter that transmits only components near that frequency may be selected.

【0086】なお、図7に示すように、互いに周波数の
異なるいくつかの二次歪(10〜12)が生じるときに
は、参照番号13で示されるような透過特性を持つフィ
ルタを用いて、最もレベルの高い二次歪10を抽出する
のが好ましい。この場合、二次歪10の最大レベルが、
歪量として歪量検出器260から出力される。
As shown in FIG. 7, when several second-order distortions (10 to 12) having different frequencies from each other occur, a filter having a transmission characteristic as indicated by reference numeral 13 is used to obtain the highest level. Is preferably extracted. In this case, the maximum level of the secondary distortion 10 is
The distortion amount is output from the distortion amount detector 260.

【0087】以上のように構成された光送信装置の動作
について、以下に説明する。光源200から出力される
光は、外部光変調器210に入力される。一般に、外部
光変調器210へ入力する光は、偏波面の調整を行うこ
とによって、TEモードもしくはTMモードのどちらか
一方だけに制限される。この調整を行う方法としては、
偏波コントローラを光源200と外部光変調器210と
の間に挿入して、偏波コントローラによって偏波面を調
整する方法や、光源200と外部光変調器210との間
のファイバに偏波保持ファイバを用いる方法などがあ
る。図6には、この偏波面の調整を行う偏波コントロー
ラや偏波保持ファイバについては、明記されていない。
The operation of the optical transmission device configured as described above will be described below. The light output from the light source 200 is input to the external light modulator 210. In general, the light input to the external optical modulator 210 is limited to only one of the TE mode and the TM mode by adjusting the polarization plane. There are two ways to make this adjustment:
A method of inserting a polarization controller between the light source 200 and the external optical modulator 210 to adjust the polarization plane by the polarization controller, or a polarization maintaining fiber in the fiber between the light source 200 and the external optical modulator 210 And the like. FIG. 6 does not specify a polarization controller or a polarization maintaining fiber for adjusting the polarization plane.

【0088】外部光変調器210は、バイアス電圧印加
器205により第1バイアス電圧および第2バイアス電
圧を印加されており、入力される第1RF信号および第
2RF信号に応じて入力光を強度変調し、光信号を出力
する。この出力光信号は、光分岐器220で分岐され、
その分岐された一方の光信号は、光電気変換器230で
電気信号に変換される。光電気変換器230から出力さ
れた電気信号は、RF信号レベル検出器240および歪
量検出器260に入力される。
The external light modulator 210 is applied with the first bias voltage and the second bias voltage by the bias voltage applicator 205, and modulates the intensity of the input light in accordance with the input first RF signal and second RF signal. Output an optical signal. This output optical signal is split by the optical splitter 220,
One of the branched optical signals is converted into an electrical signal by the photoelectric converter 230. The electric signal output from the photoelectric converter 230 is input to the RF signal level detector 240 and the distortion amount detector 260.

【0089】RF信号レベル検出器240は、その電気
信号に含まれる交流成分から、所望の帯域内(ここで
は、第1RF信号の周波数を含むような帯域内)にある
成分を抽出して、その成分のレベルを測定する。歪量検
出器260は、その電気信号に含まれる交流成分から所
望の帯域の成分を抽出してそのレベルを測定する機能を
有しており、測定したレベルに基づいて所定の演算を行
うことにより、外部光変調器210から出力される光信
号に含まれる歪量を検出する。この所望の帯域は、二次
歪が生じる帯域であれば特に限定はしないが、歪量の大
きい周波数帯域に設定することが望ましい。
The RF signal level detector 240 extracts a component within a desired band (here, within a band including the frequency of the first RF signal) from the AC component included in the electric signal, and extracts the component. Measure the level of the component. The distortion amount detector 260 has a function of extracting a component of a desired band from an AC component included in the electric signal and measuring the level thereof, and by performing a predetermined calculation based on the measured level. , The amount of distortion included in the optical signal output from the external optical modulator 210 is detected. The desired band is not particularly limited as long as it is a band in which secondary distortion occurs, but it is desirable to set the desired band to a frequency band having a large amount of distortion.

【0090】RF信号レベル検出器240から出力され
る信号と、歪量検出器260から出力される信号とは、
バイアス電圧印加器205内のバイアス電圧制御回路2
50に入力される。応じて、バイアス電圧制御回路25
0は、歪量検出器260において検出される歪量が最小
となるように、バイアス電圧印加器205が外部光変調
器210に印加する第1バイアス電圧の制御を行う。こ
のような構成とすることによって、比較的簡単な制御方
法によって、第1バイアス電圧の制御精度を向上させる
ことができ、第1バイアス電圧を常に、歪量が最小とな
るバイアス電圧(以下、第1最適バイアス電圧)に保つ
ことが可能となる。
The signal output from the RF signal level detector 240 and the signal output from the distortion detector 260 are:
Bias voltage control circuit 2 in bias voltage applicator 205
50 is input. Accordingly, the bias voltage control circuit 25
0 controls the first bias voltage applied by the bias voltage applicator 205 to the external optical modulator 210 so that the amount of distortion detected by the distortion amount detector 260 is minimized. With such a configuration, the control accuracy of the first bias voltage can be improved by a relatively simple control method. (1 optimal bias voltage).

【0091】さらに、バイアス電圧制御回路250は、
RF信号レベル検出器において検出されるレベルが基準
レベルCo(前述)に一致するように、バイアス電圧印
加器205が外部光変調器210に印加する第2バイア
ス電圧の制御を行う。このような構成とすることによっ
て、第2バイアス電圧を、RF信号レベルが基準レベル
Coに一致するようなバイアス電圧(以下、第2最適バ
イアス電圧)に保つことが可能となる。
Further, the bias voltage control circuit 250
The bias voltage applicator 205 controls the second bias voltage applied to the external optical modulator 210 so that the level detected by the RF signal level detector matches the reference level Co (described above). With such a configuration, the second bias voltage can be maintained at a bias voltage at which the RF signal level matches the reference level Co (hereinafter, a second optimum bias voltage).

【0092】ここで、バイアス電圧制御回路250が行
う第1バイアス電圧制御処理および第2バイアス電圧制
御について、詳しく説明する。第2バイアス電圧制御処
理は、RF信号レベルが一定となるように第2バイアス
電圧を制御することによって、DCドリフトによる第2
最適バイアス電圧の変動に、バイアス電圧印加器205
が外部光変調器210に印加する第2バイアス電圧(第
2バイアス電圧)を追従させる処理であり、第1の実施
形態のそれと同様の処理である。
Here, the first bias voltage control processing and the second bias voltage control performed by the bias voltage control circuit 250 will be described in detail. The second bias voltage control process controls the second bias voltage so that the RF signal level becomes constant, thereby controlling the second bias voltage due to the DC drift.
The bias voltage applicator 205 responds to the fluctuation of the optimum bias voltage.
Is a process for following the second bias voltage (second bias voltage) applied to the external optical modulator 210, and is a process similar to that of the first embodiment.

【0093】一方、第1バイアス電圧制御処理は、DC
ドリフトによる第1最適バイアス電圧の変動に第1バイ
アス電圧を追従させるという目的において、第1の実施
形態と同様であるが、歪量に基づいて制御を行うので、
光平均パワーに基づいて制御を行う第1の実施形態と比
べ、より高い精度で追従させることが可能となってい
る。歪量に基づいて第1バイアス電圧を制御する方が、
光パワーに基づいてそれを制御するよりも高精度な制御
を行えることは、例えば、図17に示される第1バイア
ス電圧−歪量特性曲線の最適バイアス電圧近傍における
傾きを、図15に示される第1バイアス電圧−出力光パ
ワー特性曲線の最適バイアス電圧近傍における傾きと比
較すれば、容易に理解できる。
On the other hand, the first bias voltage control process
For the purpose of causing the first bias voltage to follow the fluctuation of the first optimum bias voltage due to drift, it is the same as the first embodiment, but since control is performed based on the amount of distortion,
Compared to the first embodiment in which the control is performed based on the light average power, the tracking can be performed with higher accuracy. By controlling the first bias voltage based on the amount of distortion,
The fact that the control can be performed with higher precision than the control based on the optical power is, for example, the inclination of the first bias voltage-distortion characteristic curve shown in FIG. 17 near the optimum bias voltage shown in FIG. It can be easily understood by comparing the slope of the first bias voltage-output light power characteristic curve near the optimum bias voltage.

【0094】図8は、図6のバイアス電圧制御回路25
0が行う処理を記述したフローチャートである。図8に
おいて、最初、バイアス電圧制御回路250は、基準レ
ベルCoを記憶する(ステップS21)。上記ステップ
S21で記憶される基準レベルCoは、第1バイアス電
圧および第2バイアス電圧が各々最適に調整された初期
状態において、RF信号レベル検出器240から出力さ
れる信号値である。
FIG. 8 shows the bias voltage control circuit 25 of FIG.
10 is a flowchart describing the processing performed by the C.O. 8, first, the bias voltage control circuit 250 stores the reference level Co (Step S21). The reference level Co stored in step S21 is a signal value output from the RF signal level detector 240 in an initial state in which the first bias voltage and the second bias voltage are each adjusted optimally.

【0095】次に、バイアス電圧制御回路250は、ス
テップS21で記憶した基準レベルCoと、RF信号レ
ベル検出器240および歪量検出器260から各々出力
される信号値とに基づいて、最初、第1バイアス電圧の
制御を行い(ステップS22)、次いで、第2バイアス
電圧の制御を行う(ステップS23)。なお、これらス
テップS22およびS23の実行順序は、互いに逆転し
ても構わない。その後、処理を継続するか否かが判断さ
れ(ステップS24)、判断結果が肯定の場合は、ステ
ップS22およびS23の各制御処理が反復される。一
方、否定の場合には、処理が終了される。
Next, based on the reference level Co stored in step S21 and the signal values output from the RF signal level detector 240 and the distortion amount detector 260, the bias voltage control circuit 250 Control of one bias voltage is performed (step S22), and then control of the second bias voltage is performed (step S23). The execution order of steps S22 and S23 may be reversed. Thereafter, it is determined whether or not to continue the process (step S24). If the determination result is positive, each control process of steps S22 and S23 is repeated. On the other hand, if the determination is negative, the process ends.

【0096】図9は、図8のステップS22(図6のバ
イアス電圧制御回路250が行う第1バイアス電圧制御
処理)を視覚的に示した図である。また、図10は、図
8のステップS22の詳細を記述したフローチャートで
ある。図9に示されているバイアス電圧と歪量との関係
は、図17に示されているものと同様である(従来技術
の欄を参照)。
FIG. 9 is a diagram visually illustrating step S22 of FIG. 8 (first bias voltage control processing performed by the bias voltage control circuit 250 of FIG. 6). FIG. 10 is a flowchart describing details of step S22 in FIG. The relationship between the bias voltage and the amount of distortion shown in FIG. 9 is the same as that shown in FIG. 17 (see the column of the prior art).

【0097】図9,図10において、バイアス電圧制御
回路250へは、歪量検出器260が検出した歪量m0
が与えられる。バイアス電圧制御回路250は、最初、
第1バイアス電圧を、予め決められた電圧だけ増加させ
る(ステップS301)。次いで、歪量検出器260か
ら、第1印加バイアス増加後の歪量(m1)が与えら
れ、応じて、バイアス電圧制御回路250は、第1印加
バイアス増加前後の歪量(m0およびm1)を互いに比
較することにより、歪量が減少したか否かを判定する
(ステップS302)。その判定結果が肯定の場合、ス
テップS301およびS302が反復して行われる。す
なわち、バイアス電圧制御回路250は、第1バイアス
電圧を再び増加させ、次いで、歪量検出器260から与
えられる第1バイアス電圧増加後の歪量(m2)を増加
前の歪量(m1)と比較して、歪量が減少したか否かを
判定する。その判定結果が否定の場合はステップS30
3へと進むが、肯定の場合には、再度、ステップS30
1およびS302が反復して行われることになる。
9 and 10, the bias voltage control circuit 250 supplies a distortion amount m0 detected by the distortion amount detector 260 to the bias voltage control circuit 250.
Is given. First, the bias voltage control circuit 250
The first bias voltage is increased by a predetermined voltage (Step S301). Next, the distortion amount (m1) after the first applied bias is increased from the distortion amount detector 260, and the bias voltage control circuit 250 accordingly calculates the distortion amounts (m0 and m1) before and after the first applied bias is increased. By comparing with each other, it is determined whether or not the amount of distortion has decreased (step S302). When the determination result is affirmative, steps S301 and S302 are repeatedly performed. That is, the bias voltage control circuit 250 increases the first bias voltage again, and then sets the distortion amount (m2) after the first bias voltage increase supplied from the distortion amount detector 260 to the distortion amount (m1) before the increase. In comparison, it is determined whether or not the amount of distortion has decreased. If the determination result is negative, step S30
3, but if affirmative, step S30 is performed again.
1 and S302 will be repeated.

【0098】ステップS302の判定結果が否定の場合
(すなわち、ステップS301で第1印加バイアスを増
加させた後の歪量がm1でなくm1’である場合)、バ
イアス電圧制御回路250は、第1バイアス電圧を、予
め決められた電圧だけ減少させ(ステップS303)、
その後、歪量が減少したか否かを判定する(ステップS
304)。その判定結果が肯定の場合、ステップS30
3およびS304が反復して行われる。すなわち、バイ
アス電圧制御回路250は、第1バイアス電圧を再び減
少させ、次いで、歪量検出器260から与えられる第1
バイアス電圧減少後の歪量(m1)を減少前の歪量(m
0)と比較することにより、歪量が減少したか否かの判
定を行う。その判定結果が肯定の場合、再度、ステップ
S303およびS304が反復して行われることにな
る。
If the result of the determination in step S302 is negative (ie, if the amount of distortion after increasing the first applied bias in step S301 is not m1 but m1 '), the bias voltage control circuit 250 The bias voltage is reduced by a predetermined voltage (step S303),
Thereafter, it is determined whether or not the distortion amount has decreased (step S
304). If the determination result is affirmative, step S30
3 and S304 are repeatedly performed. That is, the bias voltage control circuit 250 decreases the first bias voltage again, and then the first bias voltage supplied from the distortion amount detector 260.
The distortion amount (m1) after the bias voltage is reduced is changed to the distortion amount (m1) before the reduction.
By comparing with 0), it is determined whether or not the amount of distortion has decreased. If the determination result is affirmative, steps S303 and S304 are repeatedly performed again.

【0099】ステップS304の判定結果が否定の場
合、バイアス電圧制御回路250は、第1バイアス電圧
を現在の値から1つ前の値に戻して、一定期間保持する
(ステップS305)。第1バイアス電圧を保持する時
間は、経年変化や温度変化の生じる期間よりも短く設定
される。以上が、第1バイアス電圧制御処理である。そ
の後、図8のフローに戻って、ステップS23の第2バ
イアス電圧制御処理が実行される。
If the decision result in the step S304 is negative, the bias voltage control circuit 250 returns the first bias voltage to a value immediately before the current value and holds the first bias voltage for a certain period (step S305). The time during which the first bias voltage is held is set shorter than the period during which aging or temperature changes occur. The above is the first bias voltage control processing. Thereafter, returning to the flow of FIG. 8, the second bias voltage control processing of step S23 is executed.

【0100】バイアス電圧制御回路250が上記のよう
な第1バイアス電圧制御処理を行うことによって、たと
え経年変化や温度変化等が起こっても、バイアス電圧印
加器205が外部光変調器110に印加する第1バイア
ス電圧を、DCドリフトによる第1最適バイアス電圧の
変動に追従させることが可能となる。
When the bias voltage control circuit 250 performs the first bias voltage control processing as described above, the bias voltage applicator 205 applies the voltage to the external light modulator 110 even if aging or temperature changes occur. The first bias voltage can follow the fluctuation of the first optimum bias voltage due to the DC drift.

【0101】なお、上記の処理では、第1バイアス電圧
を増加(または減少)させる前後で歪量が増加したか減
少したかを判定し、その判定結果によって、次に第1バ
イアス電圧を増加させる向きに制御するか、減少させる
向きに制御するかを決定した。このような処理の他に
も、例えば、次のような処理を行ってもよい。
In the above-described processing, it is determined whether the distortion amount has increased or decreased before and after the first bias voltage is increased (or decreased), and the first bias voltage is then increased based on the determination result. It was decided whether to control in the direction or to decrease the direction. In addition to such processing, for example, the following processing may be performed.

【0102】第1バイアス電圧が第1最適バイアス電圧
に等しい初期状態において、歪量検出器260から与え
られる歪量を事前に計測して、その値(基準歪量)をバ
イアス電圧制御回路250に記憶させておく。以降、バ
イアス電圧制御回路250は、歪量検出器260から与
えられる歪量が基準歪量と等しくなるように、第1バイ
アス電圧を制御する。すなわち、バイアス電圧制御回路
250は、歪量検出器260から与えられる歪量を基準
歪量と比較して、前者が後者よりも大きくなった場合
に、第1バイアス電圧を増加(または減少)させる。
In the initial state where the first bias voltage is equal to the first optimum bias voltage, the amount of distortion given from the distortion detector 260 is measured in advance, and the value (reference distortion amount) is sent to the bias voltage control circuit 250. Remember. Thereafter, the bias voltage control circuit 250 controls the first bias voltage so that the distortion amount given from the distortion amount detector 260 becomes equal to the reference distortion amount. That is, the bias voltage control circuit 250 compares the distortion amount given from the distortion amount detector 260 with the reference distortion amount, and increases (or decreases) the first bias voltage when the former becomes larger than the latter. .

【0103】図8のステップS23(図6のバイアス電
圧制御回路250が行う第2バイアス電圧制御処理)の
詳細は、図5のフローチャートに示されているものと同
様であり(第1の実施形態を参照)、説明を省略する。
The details of step S23 in FIG. 8 (the second bias voltage control process performed by the bias voltage control circuit 250 in FIG. 6) are the same as those shown in the flowchart in FIG. 5 (first embodiment). ), And the description is omitted.

【0104】ここで、上記のように、ステップS22で
第1バイアス電圧を最適に制御した後、ステップS23
で第2バイアス電圧の制御を行う場合、後者の制御処理
の影響によって第1バイアス電圧が最適値から外れるこ
とがあり得る。あるいは、上記とは逆に、ステップS2
3で第2バイアス電圧を最適に制御した後、ステップS
22で第1バイアス電圧の制御を行う場合、後者の制御
処理の影響によって第2バイアス電圧が最適値から外れ
ることがあり得る。
Here, as described above, after the first bias voltage is optimally controlled in step S22, the process proceeds to step S23.
In the case where the second bias voltage is controlled in the first step, the first bias voltage may deviate from the optimum value due to the influence of the latter control processing. Alternatively, contrary to the above, step S2
After optimally controlling the second bias voltage in step 3,
When the control of the first bias voltage is performed in step 22, the second bias voltage may deviate from the optimum value due to the influence of the latter control process.

【0105】しかし、このような、第1バイアス電圧制
御と第2バイアス電圧制御とが互いに影響を及ぼし合っ
て生じる最適値からのずれは、ステップS22およびS
23を反復して実行することによって解消することがで
きる。
However, the deviation from the optimum value caused by the influence of the first bias voltage control and the second bias voltage control on each other is described in steps S22 and S22.
The problem can be solved by repeatedly executing step 23.

【0106】以上のように、本実施形態によれば、光源
200からの搬送光を、複数のアナログ信号が多重され
た1つのRF信号を分岐して得られる第1および第2の
RF信号で変調する外部光変調器210を備えた光送信
装置であって、たとえ経年変化や温度変化のためにDC
ドリフトが発生しても、外部変調器210から出力され
る光信号の平均パワーの変動や、光信号に含まれる歪量
の増大を抑制することができ、しかも、出力光信号に含
まれるRF信号のレベル変動(キャリアレベル変動)を
も防ぐことができるような、安定した伝送特性およびC
/N特性を有する光送信装置が実現される。
As described above, according to the present embodiment, the carrier light from the light source 200 is converted into the first and second RF signals obtained by branching one RF signal in which a plurality of analog signals are multiplexed. An optical transmission device having an external optical modulator 210 for modulating a signal.
Even if the drift occurs, it is possible to suppress the fluctuation of the average power of the optical signal output from the external modulator 210 and the increase in the amount of distortion included in the optical signal, and further, the RF signal included in the output optical signal. Stable transmission characteristics and C that can also prevent level fluctuations (carrier level fluctuations)
An optical transmission device having the / N characteristic is realized.

【0107】また、本実施形態の光送信装置は、歪量に
基づいて第1バイアス電圧を制御するので、光平均パワ
ーに基づいてそれを制御する第1の実施形態の光送信装
置と比べ、第1バイアス電圧の制御精度が向上してお
り、より安定した伝送特性が得られる。
Further, the optical transmitter of the present embodiment controls the first bias voltage based on the amount of distortion, so that the optical transmitter of the first embodiment controls the first bias voltage based on the average optical power. The control accuracy of the first bias voltage is improved, and more stable transmission characteristics can be obtained.

【0108】(第3の実施形態)図11は、本発明の第
3の実施形態に係る光送信装置の構成を示すブロック図
である。図11において、光送信装置は、光源300
と、バイアス電圧印加器305と、外部光変調器310
と、光分岐器320と、光電気変換器330と、RF信
号レベル検出器340と、光パワー検出器360と、歪
量検出器370とを備えている。バイアス電圧印加器3
05は、バイアス電圧制御回路350を含む。
(Third Embodiment) FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission device according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 11, an optical transmission device includes a light source 300
, A bias voltage applicator 305 and an external light modulator 310
, An optical splitter 320, an optical-electrical converter 330, an RF signal level detector 340, an optical power detector 360, and a distortion detector 370. Bias voltage applicator 3
05 includes a bias voltage control circuit 350.

【0109】光源300、バイアス電圧印加器305、
外部光変調器310、光分岐器320、光電気変換器3
30、RF信号レベル検出器340および光パワー検出
器360は、図1と同じものであり、説明を省略する
(第1の実施形態を参照)。歪量検出器370は、図6
と同じものであり、説明を省略する(第2の実施形態を
参照)。外部光変調器310の構成は、例えば図2に示
されている(第1の実施形態を参照)。
The light source 300, the bias voltage applicator 305,
External optical modulator 310, optical splitter 320, photoelectric converter 3
30, the RF signal level detector 340, and the optical power detector 360 are the same as those in FIG. 1, and description thereof will be omitted (see the first embodiment). FIG. 6 shows the distortion amount detector 370.
The description is omitted (see the second embodiment). The configuration of the external light modulator 310 is shown, for example, in FIG. 2 (see the first embodiment).

【0110】RF信号レベル検出器340によって検出
されたレベルと、光パワー検出器360によって検出さ
れた光平均パワーと、歪量検出器370によって検出さ
れた歪量とがバイアス電圧制御回路350に与えられ
る。
The level detected by the RF signal level detector 340, the average optical power detected by the optical power detector 360, and the distortion detected by the distortion detector 370 are given to the bias voltage control circuit 350. Can be

【0111】バイアス電圧制御回路350は、与えられ
た歪量に基づいて、第1バイアス電圧を制御する。その
際、バイアス電圧印加器305は、与えられた光平均パ
ワーに基づいて、第1バイアス電圧を増加させるか、減
少させるかを決定する。また、バイアス電圧制御回路3
50は、与えられたレベルに基づいて、第2バイアス電
圧を制御する(この第2印加バイアス制御処理は、第1
の実施形態のそれと同様の処理である;図5参照)。
The bias voltage control circuit 350 controls the first bias voltage based on the given amount of distortion. At that time, the bias voltage applicator 305 determines whether to increase or decrease the first bias voltage based on the given optical average power. Also, the bias voltage control circuit 3
50 controls the second bias voltage based on the given level.
This is the same process as that of the embodiment; see FIG. 5).

【0112】以上のように構成された光送信装置の動作
について、以下に説明する。光源300から出力される
光は、外部光変調器310に入力される。一般に、外部
光変調器310へ入力する光は、偏波面の調整を行うこ
とによって、TEモードもしくはTMモードのどちらか
一方だけに制限される。この調整を行う方法としては、
偏波コントローラを光源300と外部光変調器310と
の間に挿入して、偏波コントローラによって偏波面を調
整する方法や、光源300と外部光変調器310との間
のファイバに偏波保持ファイバを用いる方法などがあ
る。図11には、この偏波面の調整を行う偏波コントロ
ーラや偏波保持ファイバについては、明記されていな
い。
The operation of the optical transmission device configured as described above will be described below. Light output from the light source 300 is input to the external light modulator 310. Generally, the light input to the external optical modulator 310 is limited to only one of the TE mode and the TM mode by adjusting the polarization plane. There are two ways to make this adjustment:
A method of inserting a polarization controller between the light source 300 and the external light modulator 310 to adjust the polarization plane by the polarization controller, or a method of using a polarization maintaining fiber in the fiber between the light source 300 and the external light modulator 310 And the like. FIG. 11 does not specify a polarization controller or a polarization maintaining fiber for adjusting the polarization plane.

【0113】外部光変調器310は、バイアス電圧印加
器305により第1バイアス電圧および第2バイアス電
圧を印加されており、入力される第1RF信号および第
2RF信号に応じて入力光を強度変調し、光信号を出力
する。この出力光信号は、光分岐器320で分岐され、
その分岐された一方の光信号は、光電気変換器330で
電気信号に変換される。光電気変換器330から出力さ
れた電気信号は、RF信号レベル検出器340、光パワ
ー検出器360および歪量検出器370に入力される。
The external light modulator 310 is applied with the first bias voltage and the second bias voltage by the bias voltage applicator 305, and modulates the intensity of the input light according to the input first RF signal and second RF signal. Output an optical signal. This output optical signal is split by the optical splitter 320,
One of the branched optical signals is converted into an electrical signal by the photoelectric converter 330. The electric signal output from the photoelectric converter 330 is input to the RF signal level detector 340, the optical power detector 360, and the distortion detector 370.

【0114】RF信号レベル検出器340は、その電気
信号に含まれる交流成分から、所望の帯域内(ここで
は、第1RF信号の周波数を含むような帯域内)にある
成分を抽出して、その成分のレベルを測定する。光パワ
ー検出器360は、その電気信号の電力もしくは電流
(直流成分)を測定する機能を有し、測定した電力に基
づいて所定の演算を行うことにより、外部光変調器31
0から出力される光信号の平均パワーを検出する。
The RF signal level detector 340 extracts a component within a desired band (here, within a band including the frequency of the first RF signal) from the AC component included in the electric signal, and extracts the component. Measure the level of the component. The optical power detector 360 has a function of measuring the power or the current (DC component) of the electric signal, and performs a predetermined calculation based on the measured power to thereby output the external light modulator 31.
The average power of the optical signal output from 0 is detected.

【0115】歪量検出器370は、その電気信号に含ま
れる交流成分から所望の帯域の成分を抽出してそのレベ
ルを測定する機能を有しており、測定したレベルに基づ
いて所定の演算を行うことにより、外部光変調器310
から出力される光信号に含まれる歪量を検出する。この
所望の帯域は、二次歪が生じる帯域であれば特に限定は
しないが、歪量の大きい周波数帯域に設定することが望
ましい。
The distortion amount detector 370 has a function of extracting a component of a desired band from an AC component included in the electric signal and measuring the level, and performs a predetermined calculation based on the measured level. By doing so, the external light modulator 310
The amount of distortion contained in the optical signal output from the device is detected. The desired band is not particularly limited as long as it is a band in which secondary distortion occurs, but it is desirable to set the desired band to a frequency band having a large amount of distortion.

【0116】RF信号レベル検出器340から出力され
る信号と、光パワー検出器360から出力される信号
と、歪量検出器370から出力される信号とは、バイア
ス電圧印加器305内のバイアス電圧制御回路350に
入力される。応じて、バイアス電圧制御回路350は、
歪量検出器370において検出される歪量が最小となる
ように、バイアス電圧印加器305が外部光変調器31
0に印加する第1バイアス電圧の制御を行う。
The signal output from the RF signal level detector 340, the signal output from the optical power detector 360, and the signal output from the distortion detector 370 correspond to the bias voltage in the bias voltage applicator 305. It is input to the control circuit 350. Accordingly, the bias voltage control circuit 350
The bias voltage applicator 305 is connected to the external optical modulator 31 so that the amount of distortion detected by the distortion amount detector 370 becomes minimum.
Control of the first bias voltage applied to 0 is performed.

【0117】この第1バイアス電圧制御処理を実行する
際、バイアス電圧印加器305は、光パワー検出器36
0において検出される光平均パワーを、基準パワーPo
(すなわち、第1および第2バイアス電圧が第1および
第2最適バイアス電圧に設定された初期状態での光平均
パワー)と比較し、比較結果に基づいて、第1バイアス
電圧の制御方向、つまり第1バイアス電圧を増加させる
か減少させるかを決定する。
When executing the first bias voltage control process, the bias voltage applicator 305
0 is the reference power Po
(Ie, the optical average power in the initial state where the first and second bias voltages are set to the first and second optimum bias voltages), and based on the comparison result, the control direction of the first bias voltage, that is, It is determined whether to increase or decrease the first bias voltage.

【0118】例えば、外部光変調器310に印加される
第1バイアス電圧と、そこから出力される光信号の平均
パワーとの関係が、図19(従来技術の欄を参照)に示
される特性を有する場合、光パワー検出器360から与
えられる信号レベルが基準値Poよりも大きい時には、
第1バイアス電圧を増加させるように制御する。一方、
光パワー検出器360から与えられる信号レベルが基準
値Poよりも小さい場合、第1バイアス電圧を減少させ
るように制御する。
For example, the relationship between the first bias voltage applied to the external optical modulator 310 and the average power of the optical signal output therefrom has the characteristic shown in FIG. 19 (see the column of the prior art). When the signal level is provided, when the signal level given from the optical power detector 360 is larger than the reference value Po,
Control is performed to increase the first bias voltage. on the other hand,
When the signal level provided from the optical power detector 360 is smaller than the reference value Po, control is performed to reduce the first bias voltage.

【0119】このように、バイアス電圧制御回路350
は、まず、光パワー検出器360から与えられる信号、
すなわち外部光変調器310の出力光の平均パワーに基
づいて、第1バイアス電圧を増加させる向きに制御する
か減少させる向きに制御するかを決定する。そして、歪
量検出器370から与えられる信号値(外部光変調器3
10の出力光信号に含まれる歪量)が最小となるよう
に、第1バイアス電圧の微調整を行う。
As described above, the bias voltage control circuit 350
Is a signal provided from the optical power detector 360,
That is, based on the average power of the output light of the external light modulator 310, it is determined whether to control the first bias voltage to increase or decrease the first bias voltage. Then, the signal value given from the distortion amount detector 370 (the external light modulator 3
Fine adjustment of the first bias voltage is performed so that the amount of distortion included in the ten output optical signals is minimized.

【0120】つまり、外部光変調器310に印加される
第1バイアス電圧と、外部光変調器310から出力され
る光信号に含まれる歪量とは、図17(従来技術の欄を
参照)に示すように、最適バイアス電圧に対して対称の
関係を有しているので、歪量の変動を観測するだけで
は、第1バイアス電圧の増減を即座に判断することがで
きない。そのため、例えば第2の実施形態で説明したよ
うな複雑な処理が必要となるが、本実施形態のような構
成とすることによって、比較的簡単な処理によって、第
1バイアス電圧の制御精度を向上することが可能とな
り、第1バイアス電圧を常に、歪量が最小となるバイア
ス電圧(以下、第1最適バイアス電圧)に保つことが可
能となる。
That is, the first bias voltage applied to the external optical modulator 310 and the amount of distortion included in the optical signal output from the external optical modulator 310 are shown in FIG. 17 (see the section of the prior art). As shown, since it has a symmetrical relationship with respect to the optimum bias voltage, it is not possible to immediately judge whether the first bias voltage has increased or decreased simply by observing the variation in the amount of distortion. Therefore, for example, complicated processing as described in the second embodiment is required. However, by adopting the configuration as in the present embodiment, control accuracy of the first bias voltage is improved by relatively simple processing. It is possible to always maintain the first bias voltage at a bias voltage that minimizes the amount of distortion (hereinafter, a first optimum bias voltage).

【0121】さらに、バイアス電圧制御回路350は、
RF信号レベル検出器340において検出されるレベル
が基準レベルCoに一致するように、バイアス電圧印加
器305が外部光変調器310に印加する第2バイアス
電圧の制御を行う。このような構成とすることによっ
て、第2バイアス電圧を常に、RF信号レベルが基準レ
ベルCoに一致するようなバイアス電圧(以下、第2最
適バイアス電圧)に保つことが可能となる。
Further, the bias voltage control circuit 350
The bias voltage applicator 305 controls the second bias voltage applied to the external optical modulator 310 so that the level detected by the RF signal level detector 340 matches the reference level Co. With such a configuration, it is possible to always keep the second bias voltage at a bias voltage at which the RF signal level matches the reference level Co (hereinafter, the second optimum bias voltage).

【0122】ここで、バイアス電圧制御回路350が行
う第1バイアス電圧制御処理および第2バイアス電圧制
御処理について、詳しく説明する。この第2バイアス電
圧制御処理は、第1の実施形態のそれと同様の処理であ
る。一方、この第1バイアス電圧制御処理は、第2の実
施形態同様、歪量検出器370から与えられる歪量が最
小となるように第1バイアス電圧を制御することによっ
て、第1最適バイアス電圧の変動に第1バイアス電圧を
追従させる処理である。
Here, the first bias voltage control processing and the second bias voltage control processing performed by the bias voltage control circuit 350 will be described in detail. This second bias voltage control processing is the same processing as that of the first embodiment. On the other hand, in the first bias voltage control process, as in the second embodiment, the first bias voltage is controlled so that the amount of distortion given from the distortion amount detector 370 is minimized, so that the first optimal bias voltage is controlled. This is processing for causing the first bias voltage to follow the fluctuation.

【0123】この第1バイアス電圧制御処理が第2の実
施形態のそれと異なるのは、第1バイアス電圧制御を開
始するのに先だって、第1バイアス電圧を増加させる方
向に制御すればいいのか、あるいは減少させる方向に制
御すればいいのかを、外部光変調器310から出力され
る光信号の平均パワーに基づいて決定する点だけであ
る。具体的には、外部光変調器310に印加する第1バ
イアス電圧と、外部光変調器310から出力される光信
号の平均パワーとが図19に示すような関係の時には、
現在の光平均パワーを基準パワーと比較して、前者が後
者よりも大きければ、第1バイアス電圧を増加方向に変
化させ、小さければ減少方向に変化させる。
The first bias voltage control process is different from that of the second embodiment in that the first bias voltage control should be performed in a direction to increase the first bias voltage before starting the first bias voltage control, or The only point to determine whether the control should be performed in the decreasing direction is based on the average power of the optical signal output from the external optical modulator 310. Specifically, when the first bias voltage applied to the external optical modulator 310 and the average power of the optical signal output from the external optical modulator 310 have a relationship as shown in FIG.
The current light average power is compared with the reference power. If the former is larger than the latter, the first bias voltage is changed in the increasing direction, and if the former is smaller, the first bias voltage is changed in the decreasing direction.

【0124】これに対し、第2の実施形態では、第1バ
イアス電圧を実際に増加方向に変化させてみて、それに
よる歪量の増減を検出し、その結果を受けて変化方向を
決定していた(図9参照)。第1バイアス電圧を増加方
向に変化させてみた結果、歪量が減少していれば、増加
方向の変化を継続して行えばよいが、もし歪量が増加し
ていれば、第1バイアス電圧を第1最適バイアス電圧か
ら遠ざかる向きに変化させたことになり、その時点で、
第1バイアス電圧を変化させる向きを減少方向へと反転
しなければならない(図9中、点線の矢印で示される処
理)。そのため、追従に時間がかかる場合があった。
On the other hand, in the second embodiment, the first bias voltage is actually changed in the increasing direction, the increase or decrease in the amount of distortion due to the change is detected, and the change direction is determined based on the result. (See FIG. 9). As a result of changing the first bias voltage in the increasing direction, if the amount of distortion is reduced, the change in the increasing direction may be continued. If the amount of distortion is increased, the first bias voltage is changed. Is changed in a direction away from the first optimum bias voltage, and at that time,
The direction in which the first bias voltage is changed must be reversed in the decreasing direction (the process indicated by the dotted arrow in FIG. 9). Therefore, it sometimes takes time to follow up.

【0125】図12は、図11のバイアス電圧制御回路
350が行う処理を記述したフローチャートである。図
12において、最初、バイアス電圧制御回路350は、
基準パワーPoを記憶し(ステップS31)、次いで、
基準レベルCoを記憶する(ステップS32)。なお、
これらステップS31およびS32の実行順序は、互い
に逆転しても構わない。
FIG. 12 is a flowchart describing the processing performed by the bias voltage control circuit 350 of FIG. In FIG. 12, first, the bias voltage control circuit 350
The reference power Po is stored (step S31), and then
The reference level Co is stored (Step S32). In addition,
The execution order of steps S31 and S32 may be reversed.

【0126】上記ステップS31およびS32で記憶さ
れる基準パワーPoおよび基準レベルCoは、第1バイ
アス電圧および第2バイアス電圧が各々最適に調整され
た初期状態において、RF信号レベル検出器340およ
び光パワー検出器360から各々出力される信号値であ
る。
The reference power Po and the reference level Co stored in steps S31 and S32 are equal to the RF signal level detector 340 and the optical power in the initial state in which the first bias voltage and the second bias voltage are respectively optimally adjusted. These are signal values output from the detector 360.

【0127】次に、バイアス電圧制御回路350は、ス
テップS31およびS32で記憶した基準パワーPoお
よび基準レベルCoと、RF信号レベル検出器340お
よび光パワー検出器360から各々出力される信号値と
に基づいて、最初、第1バイアス電圧の制御を行い(ス
テップS33)、次いで、第2バイアス電圧の制御を行
う(ステップS34)。なお、これらステップS33お
よびS34の実行順序は、互いに逆転しても構わない。
その後、処理を継続するか否かが判断され(ステップS
35)、判断結果が肯定の場合は、ステップS33およ
びS34の各制御処理が反復される。一方、否定の場合
には、処理が終了される。
Next, the bias voltage control circuit 350 compares the reference power Po and the reference level Co stored in steps S31 and S32 with the signal values output from the RF signal level detector 340 and the optical power detector 360, respectively. First, the first bias voltage is controlled (step S33), and then the second bias voltage is controlled (step S34). The execution order of steps S33 and S34 may be reversed.
Thereafter, it is determined whether or not to continue the processing (step S).
35) If the determination result is affirmative, each control process of steps S33 and S34 is repeated. On the other hand, if the determination is negative, the process ends.

【0128】図13は、図12のステップS33(図1
1のバイアス電圧制御回路350が行う第1バイアス電
圧制御処理)を記述したフローチャートである。なお、
図9には、図11のバイアス電圧制御回路350が行う
第1バイアス電圧制御処理が視覚的に示されている(第
2の実施形態を参照)が、図11のバイアス電圧制御回
路350が行う処理では、図9に一連の矢印で示されて
いる制御処理おいて、点線の矢印部分の処理が不要とな
る。つまり、第2の実施形態では、第1バイアス電圧を
増加方向に変化させてみて、その結果として歪量が増加
すれば、その時点で第1バイアス電圧を変化させる向き
反転して、第1バイアス電圧を減少方向に変化させる処
理を行ったが、本実施形態では、そのような無駄な処理
がなくなる。
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of step S33 in FIG.
5 is a flowchart describing a first bias voltage control process performed by one bias voltage control circuit 350. In addition,
FIG. 9 visually shows the first bias voltage control processing performed by the bias voltage control circuit 350 in FIG. 11 (see the second embodiment), but is performed by the bias voltage control circuit 350 in FIG. In the process, in the control process indicated by a series of arrows in FIG. 9, the process of the dotted arrow portion is not required. That is, in the second embodiment, the first bias voltage is changed in the increasing direction, and as a result, if the amount of distortion increases, the direction in which the first bias voltage is changed at that time is inverted, and the first bias voltage is changed. Although the process of changing the voltage in the decreasing direction is performed, such a useless process is eliminated in the present embodiment.

【0129】図13において、バイアス電圧制御回路3
50へは、歪量検出器370が検出した歪量m0と、光
パワー検出器360が検出した光平均パワーとが与えら
れる。バイアス電圧制御回路350は、最初、与えられ
た光平均パワーを基準パワーPoと比較することによっ
て、光平均パワーが予め決められたしきい値以上変化し
たか否かを判定する(ステップS401)。そして、そ
の判定結果が否定の場合、ステップS407へと進む。
In FIG. 13, bias voltage control circuit 3
To 50, the distortion amount m0 detected by the distortion amount detector 370 and the optical average power detected by the optical power detector 360 are given. The bias voltage control circuit 350 first determines whether or not the optical average power has changed by a predetermined threshold value or more by comparing the applied optical average power with the reference power Po (step S401). If the result of the determination is negative, the process proceeds to step S407.

【0130】ステップS401の判定結果が肯定の場
合、バイアス電圧制御回路350は、光平均パワーが増
加したか否かを判定する(ステップS402)。その判
定結果が肯定の場合、バイアス電圧制御回路350は、
第1バイアス電圧を、予め決められた電圧だけ増加させ
る(ステップS403)。次いで、歪量検出器370か
ら、第1印加バイアス増加後の歪量(m1)が与えら
れ、応じて、バイアス電圧制御回路350は、第1印加
バイアス増加前後の歪量(m0およびm1)を互いに比
較することにより、歪量の変化が予め決められたしきい
値よりも大きいか否かを判定する(ステップS40
4)。その判定結果が否定の場合、ステップS407へ
と進む。
When the result of the determination in step S401 is affirmative, the bias voltage control circuit 350 determines whether or not the optical average power has increased (step S402). If the determination result is positive, the bias voltage control circuit 350
The first bias voltage is increased by a predetermined voltage (Step S403). Next, the distortion amount (m1) after the increase of the first applied bias is given from the distortion amount detector 370, and the bias voltage control circuit 350 accordingly calculates the distortion amounts (m0 and m1) before and after the first applied bias is increased. By comparing with each other, it is determined whether or not the change in the distortion amount is larger than a predetermined threshold value (step S40).
4). If the result of the determination is negative, the process proceeds to step S407.

【0131】ステップS404の判定結果が肯定の場
合、ステップS403およびS404が反復して行われ
る。すなわち、バイアス電圧制御回路350は、第1バ
イアス電圧を再び増加させ、次いで、歪量検出器370
から与えられる第1バイアス電圧増加後の歪量(m2)
を増加前の歪量(m1)と比較して、歪量の変化がしき
い値よりも大きいか否かを判定する。その判定結果が否
定の場合はステップS407へと進むが、肯定の場合に
は、再度、ステップS403およびS404が反復して
行われることになる。
If the decision result in the step S404 is affirmative, the steps S403 and S404 are repeated. That is, the bias voltage control circuit 350 increases the first bias voltage again, and then the distortion amount detector 370
(M2) after the increase of the first bias voltage given by
Is compared with the distortion amount (m1) before the increase, and it is determined whether or not the change in the distortion amount is larger than a threshold value. If the determination result is negative, the process proceeds to step S407. If the determination result is affirmative, steps S403 and S404 are repeated.

【0132】ステップS402の判定結果が否定の場
合、バイアス電圧制御回路350は、第1バイアス電圧
を、予め決められた電圧だけ減少させる(ステップS4
05)。次いで、歪量検出器370から、第1印加バイ
アス減少後の歪量(m1)が与えられ、応じて、バイア
ス電圧制御回路350は、第1印加バイアス減少前後の
歪量(m0およびm1)を互いに比較することにより、
歪量の変化が予め決められたしきい値よりも大きいか否
かを判定する(ステップS406)。その判定結果が否
定の場合、ステップS407へと進む。
If the decision result in the step S402 is negative, the bias voltage control circuit 350 reduces the first bias voltage by a predetermined voltage (step S4).
05). Next, the distortion amount (m1) after the first applied bias is reduced is given from the distortion amount detector 370, and the bias voltage control circuit 350 accordingly calculates the distortion amounts (m0 and m1) before and after the first applied bias is reduced. By comparing with each other,
It is determined whether or not the change in the amount of distortion is greater than a predetermined threshold (step S406). If the result of the determination is negative, the process proceeds to step S407.

【0133】ステップS406の判定結果が肯定の場
合、ステップS405およびS406が反復して行われ
る。すなわち、バイアス電圧制御回路350は、第1バ
イアス電圧を再び減少させ、次いで、歪量検出器370
から与えられる第1バイアス電圧減少後の歪量(m2)
を減少前の歪量(m1)と比較して、歪量の変化がしき
い値よりも大きいか否かを判定する。その判定結果が否
定の場合はステップS407へと進むが、肯定の場合に
は、再度、ステップS405およびS406が反復して
行われることになる。
If the decision result in the step S406 is affirmative, the steps S405 and S406 are repeated. That is, the bias voltage control circuit 350 reduces the first bias voltage again, and then the distortion amount detector 370
(M2) after the first bias voltage is reduced
Is compared with the distortion amount (m1) before reduction to determine whether or not the change in the distortion amount is larger than a threshold value. If the determination result is negative, the process proceeds to step S407. If the determination result is positive, steps S405 and S406 are repeated.

【0134】ステップS407では、バイアス電圧制御
回路350は、第1バイアス電圧を一定期間、現在の値
のまま保持する。第1バイアス電圧を保持する時間は、
経年変化や温度変化の生じる期間よりも短く設定され
る。以上が、第1バイアス電圧制御処理である。その
後、図12のフローに戻って、ステップS34の第2バ
イアス電圧制御処理が実行される。
In step S407, the bias voltage control circuit 350 holds the first bias voltage at the current value for a certain period. The time for holding the first bias voltage is:
It is set shorter than the period during which aging or temperature changes occur. The above is the first bias voltage control processing. Thereafter, returning to the flow of FIG. 12, the second bias voltage control processing of step S34 is executed.

【0135】バイアス電圧制御回路350が上記のよう
な第1バイアス電圧制御処理を行うことによって、バイ
アス電圧印加器205が外部光変調器210に印加する
バイアス電圧を、DCドリフトによる最適バイアス電圧
の変動に追従させることが可能となる。また、最適バイ
アスが変動したとき、第1の実施形態と比べ、より素早
く追従を開始することができる。
The bias voltage control circuit 350 performs the above-described first bias voltage control processing, so that the bias voltage applied by the bias voltage applicator 205 to the external optical modulator 210 changes the optimum bias voltage due to the DC drift. Can be followed. Further, when the optimum bias fluctuates, the following can be started more quickly than in the first embodiment.

【0136】図12のステップS34(図11のバイア
ス電圧制御回路350が行う第2バイアス電圧制御処
理)の詳細は、図5のフローチャートに示されているも
のと同様であり(第1の実施形態を参照)、説明を省略
する。
The details of step S34 in FIG. 12 (the second bias voltage control process performed by the bias voltage control circuit 350 in FIG. 11) are the same as those shown in the flowchart in FIG. 5 (first embodiment). ), And the description is omitted.

【0137】ここで、上記のように、ステップS33で
第1バイアス電圧を最適に制御した後、ステップS34
で第2バイアス電圧の制御を行う場合、後者の制御処理
の影響によって第1バイアス電圧が最適値から外れるこ
とがあり得る。あるいは、上記とは逆に、ステップS3
4で第2バイアス電圧を最適に制御した後、ステップS
33で第1バイアス電圧の制御を行う場合、後者の制御
処理の影響によって第2バイアス電圧が最適値から外れ
ることがあり得る。
Here, as described above, after the first bias voltage has been optimally controlled in step S33, the process proceeds to step S34.
In the case where the second bias voltage is controlled in the first step, the first bias voltage may deviate from the optimum value due to the influence of the latter control processing. Alternatively, contrary to the above, step S3
After optimally controlling the second bias voltage in step 4,
When the control of the first bias voltage is performed at 33, the second bias voltage may deviate from the optimum value due to the influence of the latter control processing.

【0138】しかし、このような、第1バイアス電圧制
御と第2バイアス電圧制御とが互いに影響を及ぼし合っ
て生じる最適値からのずれは、ステップS33およびS
34を反復して実行することによって解消することがで
きる。
However, the deviation from the optimum value caused by the influence of the first bias voltage control and the second bias voltage control on each other is described in steps S33 and S33.
The problem can be solved by repeatedly executing 34.

【0139】以上のように、本実施形態によれば、光源
300からの搬送光を、複数のアナログ信号が多重され
た1つのRF信号を分岐して得られる第1および第2の
RF信号で変調する外部光変調器310を備えた光送信
装置であって、たとえ経年変化や温度変化のためにDC
ドリフトが発生しても、外部変調器310から出力され
る光信号の平均パワーの変動や、光信号に含まれる歪量
の増大を抑制することができ、しかも、出力光信号に含
まれるRF信号のレベル変動(キャリアレベル変動)を
も防ぐことができるような、安定した伝送特性およびC
/N特性を有する光送信装置が実現される。
As described above, according to the present embodiment, the carrier light from the light source 300 is converted into the first and second RF signals obtained by branching one RF signal in which a plurality of analog signals are multiplexed. An optical transmission device provided with an external optical modulator 310 for modulating a signal.
Even if the drift occurs, it is possible to suppress the fluctuation of the average power of the optical signal output from the external modulator 310 and the increase in the amount of distortion included in the optical signal, and further, the RF signal included in the output optical signal. Stable transmission characteristics and C that can also prevent level fluctuation (carrier level fluctuation)
An optical transmission device having the / N characteristic is realized.

【0140】また、本光送信装置は、歪量に基づいて第
1バイアス電圧を制御するので、光平均パワーに基づい
てそれを制御する光送信装置(第1の実施形態を参照)
と比べ、第1バイアス電圧の制御精度が向上しており、
より安定した伝送特性が得られる。
Further, since the present optical transmitter controls the first bias voltage based on the amount of distortion, the optical transmitter controls the first bias voltage based on the average optical power (see the first embodiment).
The control accuracy of the first bias voltage is improved compared to
More stable transmission characteristics can be obtained.

【0141】さらに、本光送信装置は、光平均パワーに
基づいて、第1バイアス電圧を増加させる向きに制御す
るか、減少させる向きに制御するかを決定するので、歪
量のみに基づいて第1バイアス電圧を制御する光送信装
置(第2の実施形態を参照)とは異なり、第1バイアス
電圧を増加させるべきか減少させるべきかが即座にわか
る。その結果、DCドリフトによる第1最適バイアスの
変動に対して、精度よく、しかも速やかに追従させるこ
とが可能となる。
Further, the optical transmission apparatus determines whether to control the first bias voltage to increase or to decrease the first bias voltage based on the optical average power, so that the first bias voltage is controlled based only on the amount of distortion. Unlike an optical transmitter that controls one bias voltage (see the second embodiment), it is immediately known whether the first bias voltage should be increased or decreased. As a result, it is possible to accurately and promptly follow the fluctuation of the first optimum bias due to the DC drift.

【0142】なお、上記各実施形態では、二段MZ型外
部光変調器(図2参照)の入力ポート側にある第1のM
Z干渉計20に入力される第1バイアス電圧を光平均パ
ワーおよび/または歪量に基づいて制御し、出力ポート
側にある第2のMZ干渉計21に入力される第2バイア
ス電圧をRF信号レベルに基づいて制御しているが、そ
の逆、すなわち第1バイアス電圧をRF信号レベルに基
づいて制御し、第2バイアス電圧を光平均パワーおよび
/または歪量に基づいて制御してもよい。
In the above embodiments, the first MZ type optical modulator (see FIG. 2) on the input port side of the two-stage MZ type external optical modulator is used.
The first bias voltage input to the Z interferometer 20 is controlled based on the optical average power and / or the amount of distortion, and the second bias voltage input to the second MZ interferometer 21 on the output port side is converted to an RF signal. Although the control is performed based on the level, the reverse may be applied, that is, the first bias voltage may be controlled based on the RF signal level, and the second bias voltage may be controlled based on the optical average power and / or the amount of distortion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る光送信装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical transmission device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の外部光変調器110の構成の一例を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of an external light modulator 110 of FIG.

【図3】図1のバイアス電圧制御回路150が行う処理
を記述したフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart describing a process performed by a bias voltage control circuit 150 of FIG. 1;

【図4】図3のステップS13(図1のバイアス電圧制
御回路150が行う第1バイアス電圧制御処理)の詳細
を示すフローチャートである。
4 is a flowchart showing details of step S13 in FIG. 3 (first bias voltage control processing performed by the bias voltage control circuit 150 in FIG. 1).

【図5】図3のステップS14(図1のバイアス電圧制
御回路150が行う第2バイアス電圧制御処理)の詳細
を示すフローチャートである。
5 is a flowchart showing details of step S14 in FIG. 3 (second bias voltage control processing performed by the bias voltage control circuit 150 in FIG. 1).

【図6】本発明の第2の実施形態に係る光送信装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an optical transmission device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図6の外部光変調器210から出力される光信
号に含まれる二次歪成分と、歪量検出器260に用いら
れるフィルタの特性の一例とを示す図である。
7 is a diagram illustrating a secondary distortion component included in an optical signal output from the external optical modulator 210 of FIG. 6 and an example of characteristics of a filter used in a distortion amount detector 260.

【図8】図6のバイアス電圧制御回路250が行う処理
を記述したフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart describing a process performed by the bias voltage control circuit 250 of FIG.

【図9】図8のステップS22(図6のバイアス電圧制
御回路250が行う第1バイアス電圧制御処理)を視覚
的に示した図である。
9 is a diagram visually illustrating step S22 of FIG. 8 (first bias voltage control processing performed by the bias voltage control circuit 250 of FIG. 6).

【図10】図8のステップS22の詳細を記述したフロ
ーチャートである。
FIG. 10 is a flowchart describing details of step S22 in FIG. 8;

【図11】本発明の第3の実施形態に係る光送信装置の
構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of an optical transmission device according to a third embodiment of the present invention.

【図12】図11のバイアス電圧制御回路350が行う
処理を記述したフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart describing processing performed by a bias voltage control circuit 350 of FIG. 11;

【図13】図12のステップS33(図11のバイアス
電圧制御回路350が行う第1バイアス電圧制御処理)
を記述したフローチャートである。
13 is a step S33 in FIG. 12 (first bias voltage control processing performed by the bias voltage control circuit 350 in FIG. 11);
9 is a flowchart describing the above.

【図14】従来の外部光変調器(1つのMZ干渉計を含
む一段MZ型)の構成を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a conventional external optical modulator (one-stage MZ type including one MZ interferometer).

【図15】図14の外部光変調器に印加されるバイアス
電圧と、その外部光変調器から出力される光信号の平均
パワーとの関係を示す図である。
15 is a diagram illustrating a relationship between a bias voltage applied to the external optical modulator of FIG. 14 and an average power of an optical signal output from the external optical modulator.

【図16】図14の外部光変調器で生じるDCドリフト
現象を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a DC drift phenomenon occurring in the external optical modulator of FIG.

【図17】図14の外部光変調器に印加されるバイアス
電圧と、その外部光変調器から出力される光信号に含ま
れる二次歪の量との関係を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a relationship between a bias voltage applied to the external optical modulator of FIG. 14 and an amount of secondary distortion included in an optical signal output from the external optical modulator.

【図18】新たな従来の外部光変調器(2つのMZ干渉
計を縦続接続した構成を有する二段MZ型)の構成の一
例を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing an example of the configuration of a new conventional external optical modulator (a two-stage MZ type having a configuration in which two MZ interferometers are cascaded).

【図19】図18の外部光変調器に印加される第1バイ
アス電圧(Vb1)と、その外部光変調器から出力され
る光信号の平均パワーとの関係を示す図である(なお、
曲線AとBとでは、第2バイアス電圧(Vb2)の値が
互いに異なっており、DCドリフト現象によって、関係
がAからBに変化するとみることができる)。
19 is a diagram showing a relationship between a first bias voltage (Vb1) applied to the external optical modulator of FIG. 18 and an average power of an optical signal output from the external optical modulator (note that FIG.
In the curves A and B, the value of the second bias voltage (Vb2) is different from each other, and the relationship can be seen to change from A to B due to the DC drift phenomenon.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20,21 MZ干渉計 100,200,300 光源 105,205,305 バイアス電圧印加器 110,210,310 外部光変調器 120,220,320 光分岐器 130,230,330 光電気変換器 140,240,340 RF信号レベル検出器 150,250,350 バイアス電圧制御回路 160,360 光パワー検出器 260,370 歪量検出器 20, 21 MZ interferometer 100, 200, 300 Light source 105, 205, 305 Bias voltage applicator 110, 210, 310 External light modulator 120, 220, 320 Optical splitter 130, 230, 330 Optoelectric converter 140, 240 , 340 RF signal level detector 150, 250, 350 Bias voltage control circuit 160, 360 Optical power detector 260, 370 Strain detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 10/142 10/04 10/06 Fターム(参考) 2H079 AA02 AA12 BA01 CA04 EA05 FA01 FA04 HA11 HA23 5K002 AA01 CA01 CA02 CA08 CA14 DA21 FA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04B 10/142 10/04 10/06 F term (Reference) 2H079 AA02 AA12 BA01 CA04 EA05 FA01 FA04 HA11 HA23 5K002 AA01 CA01 CA02 CA08 CA14 DA21 FA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 搬送光を、複数のアナログ信号が多重さ
れた1つのRF信号を分岐して得られる第1および第2
のRF信号で外部変調して送信する光送信装置であっ
て、 搬送光を出力する光源、 前記光源から出力される搬送光を前記第1および第2の
RF信号で変調する外部光変調器、 前記外部光変調器に第1および第2のバイアス電圧を印
加するバイアス電圧印加器、および前記バイアス電圧印
加器が前記外部光変調器に印加する第1バイアス電圧
を、当該外部光変調器から出力される光信号の平均パワ
ーに基づいて制御し、かつ、第2のバイアス電圧を、当
該光信号に含まれるRF信号のレベルに基づいて制御す
るバイアス電圧制御手段を備える、光送信装置。
1. A first and a second carrier light obtained by branching a single RF signal in which a plurality of analog signals are multiplexed.
An optical transmitter that externally modulates and transmits the RF signal with a light source, a light source that outputs a carrier light, an external optical modulator that modulates the carrier light output from the light source with the first and second RF signals, A bias voltage application unit that applies first and second bias voltages to the external light modulator, and a first bias voltage that the bias voltage application unit applies to the external light modulator is output from the external light modulator. An optical transmission device comprising: a bias voltage control unit that controls based on an average power of an optical signal to be performed and controls a second bias voltage based on a level of an RF signal included in the optical signal.
【請求項2】 前記バイアス電圧制御手段は、 前記外部光変調器から出力される光信号を二分岐する光
分岐器、 前記光分岐器から出力される一方の光信号を電気信号に
変換する光電気変換器、 前記光電気変換器が出力する電気信号の電力を測定する
ことにより、前記外部光変調器から出力される光信号の
平均パワーを検出する光パワー検出器、 前記光電気変換器が出力する電気信号から特定帯域内の
成分を抽出して、当該成分のレベルを測定することによ
り、前記外部光変調器から出力される光信号に含まれる
RF信号のレベルを検出するRF信号レベル検出器、お
よび前記バイアス電圧印加器が前記外部光変調器に印加
する第1バイアス電圧を、前記光パワー検出器によって
検出される光平均パワーが基準パワーと一致するように
制御し、かつ、第2バイアス電圧を、前記RF信号レベ
ル検出器によって検出されるレベルが基準レベルと一致
するように制御するバイアス電圧制御回路を含む、請求
項1に記載の光送信装置。
2. An optical splitter for splitting an optical signal output from the external optical modulator into two, and a light for converting one optical signal output from the optical splitter into an electric signal. An electrical converter, an optical power detector that detects the average power of the optical signal output from the external optical modulator by measuring the power of the electrical signal output by the photoelectric converter, RF signal level detection for extracting a component within a specific band from the output electrical signal and measuring the level of the component to detect the level of an RF signal included in the optical signal output from the external optical modulator And a first bias voltage applied by the bias voltage applicator to the external optical modulator so that an average optical power detected by the optical power detector matches a reference power. And, the second bias voltage comprises a bias voltage control circuit for controlling such that the level detected by the RF signal level detector matches the reference level, the optical transmission apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記外部光変調器は、互いに縦続接続さ
れた第1および第2のマッハツェンダー干渉計を有する
二段MZ型外部光変調器であり、 前記第1のマッハツェンダー干渉計には、前記バイアス
電圧印加器によって第1バイアス電圧が印加された状態
で第1RF信号が入力され、 前記第2のマッハツェンダー干渉計には、前記バイアス
電圧印加器によって第2バイアス電圧が印加された状態
で第2RF信号が入力される、請求項1に記載の光送信
装置。
3. The external optical modulator is a two-stage MZ type external optical modulator having first and second Mach-Zehnder interferometers connected in cascade with each other. A state in which a first RF signal is input in a state where a first bias voltage is applied by the bias voltage applicator, and a state in which a second bias voltage is applied to the second Mach-Zehnder interferometer by the bias voltage applicator The optical transmission device according to claim 1, wherein the second RF signal is input at the input.
【請求項4】 搬送光を、複数のアナログ信号が多重さ
れた1つのRF信号を分岐して得られる第1および第2
のRF信号で外部変調して送信する光送信装置であっ
て、 搬送光を出力する光源、 前記光源から出力される搬送光を前記第1および第2の
RF信号で変調する外部光変調器、 前記外部光変調器に第1および第2のバイアス電圧を印
加するバイアス電圧印加器、および前記バイアス電圧印
加器が前記外部光変調器に印加する第1バイアス電圧
を、当該外部光変調器から出力される光信号に含まれ
る、当該外部光変調器の非線形性によって生じた二次歪
の量に基づいて制御し、かつ、第2バイアス電圧を、当
該光信号に含まれるRF信号のレベルに基づいて制御す
るバイアス電圧制御手段を備える、光送信装置。
4. A first and a second carrier light obtained by branching one RF signal in which a plurality of analog signals are multiplexed.
An optical transmitter that externally modulates and transmits the RF signal with a light source, a light source that outputs a carrier light, an external optical modulator that modulates the carrier light output from the light source with the first and second RF signals, A bias voltage application unit that applies first and second bias voltages to the external light modulator, and a first bias voltage that the bias voltage application unit applies to the external light modulator is output from the external light modulator. And controlling the second bias voltage based on the level of the RF signal included in the optical signal. An optical transmission device, comprising:
【請求項5】 前記バイアス電圧制御手段は、 前記外部光変調器から出力される光信号を二分岐する光
分岐器、 前記光分岐器から出力される一方の光信号を電気信号に
変換する光電気変換器、 前記光電気変換器が出力する電気信号から特定帯域内の
成分を抽出して、当該成分のレベルを測定することによ
り、前記外部光変調器から出力される光信号に含まれ
る、当該外部光変調器の非線形性によって生じた二次歪
の量を検出する歪量検出器、 前記光電気変換器が出力する電気信号から別の特定帯域
内の成分を抽出して、当該成分のレベルを測定すること
により、前記外部光変調器から出力される光信号に含ま
れるRF信号のレベルを検出するRF信号レベル検出
器、および前記バイアス電圧印加器が前記外部光変調器
に印加する第1バイアス電圧を、前記歪量検出器によっ
て検出される歪量が最小となるように制御し、かつ、第
2バイアス電圧を、前記RF信号レベル検出器によって
検出されるレベルが基準レベルと一致するように制御す
るバイアス電圧制御回路を含む、請求項4に記載の光送
信装置。
5. An optical splitter for splitting an optical signal output from the external optical modulator into two, and a light for converting one optical signal output from the optical splitter into an electric signal. An electrical converter, extracting a component within a specific band from the electrical signal output by the opto-electric converter, measuring the level of the component, included in the optical signal output from the external optical modulator, A distortion amount detector that detects the amount of secondary distortion caused by the nonlinearity of the external optical modulator, extracting a component within another specific band from the electric signal output by the photoelectric converter, and An RF signal level detector that detects a level of an RF signal included in the optical signal output from the external optical modulator by measuring a level, and a bias voltage applying unit that applies the bias voltage to the external optical modulator. 1 via The voltage is controlled so that the amount of distortion detected by the distortion amount detector is minimized, and the second bias voltage is controlled so that the level detected by the RF signal level detector matches a reference level. The optical transmission device according to claim 4, further comprising a bias voltage control circuit for controlling.
【請求項6】 前記バイアス電圧制御回路は、 前記バイアス電圧印加器が前記外部光変調器に印加する
第1バイアス電圧を増加または減少させ、 前記歪量検出器によって検出される歪量が、前記第1バ
イアス電圧の増加または減少の前後で増加したか減少し
たかを判定し、その判定結果によって、次に第1バイア
ス電圧を増加させる向きに制御するか、減少させる向き
に制御するかを決定することを特徴とする、請求項5に
記載の光送信装置。
6. The bias voltage control circuit increases or decreases a first bias voltage applied by the bias voltage applicator to the external optical modulator, and the amount of distortion detected by the distortion amount detector is It is determined whether the first bias voltage has increased or decreased before and after the increase or decrease of the first bias voltage. Based on the determination result, it is determined whether the first bias voltage is to be controlled to increase or decrease in the next direction. The optical transmission device according to claim 5, wherein:
【請求項7】 前記バイアス電圧制御手段は、 前記光電気変換器が出力する電気信号の電力を測定する
ことにより、前記外部光変調器から出力される光信号の
平均パワーを検出する光パワー検出器をさらに含み、 前記バイアス電圧制御回路は、 前記光パワー検出器が検出した光平均パワーに基づい
て、前記バイアス電圧印加器が前記外部光変調器に印加
する第1バイアス電圧を増加させる向きに制御するか、
減少させる向きに制御するかを決定することを特徴とす
る、請求項5に記載の光送信装置。
7. An optical power detector for detecting an average power of an optical signal output from the external optical modulator by measuring a power of an electrical signal output from the photoelectric converter, The bias voltage control circuit further includes a bias voltage control circuit configured to increase a first bias voltage applied to the external optical modulator by the bias voltage applicator based on an average optical power detected by the optical power detector. Control or
The optical transmission device according to claim 5, wherein it is determined whether the control is to be performed in a direction of decreasing the light transmission.
【請求項8】 前記外部光変調器は、互いに縦続接続さ
れた第1および第2のマッハツェンダー干渉計を有する
二段MZ型外部光変調器であり、 前記第1のマッハツェンダー干渉計には、前記バイアス
電圧印加器によって第1バイアス電圧が印加された状態
で第1RF信号が入力され、 前記第2のマッハツェンダー干渉計には、前記バイアス
電圧印加器によって第2バイアス電圧が印加された状態
で第2RF信号が入力される、請求項4に記載の光送信
装置。
8. The external optical modulator is a two-stage MZ external optical modulator having first and second Mach-Zehnder interferometers connected in cascade with each other. A state in which a first RF signal is input in a state where a first bias voltage is applied by the bias voltage applicator, and a state in which a second bias voltage is applied to the second Mach-Zehnder interferometer by the bias voltage applicator The optical transmission device according to claim 4, wherein the second RF signal is input at the input.
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