JP2004054073A

JP2004054073A - Duo-binary optical transmission device and optical signal intensity modulating method

Info

Publication number: JP2004054073A
Application number: JP2002213412A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kagawa; 賀川　昌俊
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2004-02-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a duo-binary optical transmission device which can attain simplification of a system and to provide an optical signal intensity modulating method. <P>SOLUTION: The optical transmission device 110 is provided with a data signal processing part 112 converting an inputted binary data signal D into a ternary duo-binary signal D5 and outputting the signal D5 and an optical signal intensity modulator 114 performing optical signal intensity modulation of an optical carrier wave to output the wave as an optical signal P using the single duo-binary signal D5 inputted from the data signal processing part 112 as a modulation signal, minimizing the optical signal intensity of an optical signal P corresponding to the center value of three values of the modulation signal D5, equalizing the optical signal intensities of the optical signals P corresponding to another two values of the modulation signal D5 and making the phases of the optical signals P corresponding to the two values reverse to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、長距離・大容量光伝送システムに関し、基幹伝送等に用いられる光強度変調方法、及びこの光強度変調方法を採用した光伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムでは、光強度変調−直接検波方式（ＩＭ−ＤＤ方式）が最も簡便かつ広く用いられている光伝送方式である。光強度変調としては、直接変調方式で問題とされるチャーピングを、原理的に抑圧することのできるマッハツェンダ干渉計型（ＭＺ型）光変調器を用いた外部変調方式が広く採用されている。このＭＺ型光変調器を用いた従来の光伝送装置の一例が、特開平０８−１３９６８１号公報（以下、文献１と称する）に開示されている。
【０００３】
この文献１によれば、通常、ＭＺ型光変調器から出力される２値の光強度被変調光信号は、キャリア周波数において大きなスペクトル成分を持ち、かつ、広い信号帯域を有するという特徴があり、これらの特徴は、伝送距離、伝送速度、及び伝送容量を制限する大きな要因となるので、光ネットワークを拡張する上で解決しなくてはならない課題となる。文献１には、上述した課題を解決するための光伝送装置が開示されている。
【０００４】
ここで、図５に、文献１に開示されている従来の光伝送装置１０の構成を示す。この光伝送装置１０は、データ信号処理部１２と、該データ信号処理部１２から入力される信号を用いて、半導体レーザ１６から入力される光搬送波の強度変調を行うＭＺ型光変調器１４とから構成される。
【０００５】
データ信号処理部１２は、符号変換回路１８を有している。符号変換回路１８は、排他的論理和回路（ＥＸＯＲ）２６及び１ビット遅延器２４を含むプリコーダ２０と、１ビット遅延器２４及び加算器２８を含む３ビット化回路２２とで構成される。
【０００６】
光伝送装置１０に外部から入力された２値のデータ信号Ｄは、データ信号処理部１２の符号変換回路１８のプリコーダ２０に入力される。プリコーダ２０において、ＥＸＯＲ２６には、入力信号Ｄが入力されるとともに、該ＥＸＯＲ２６から出力され、１ビット遅延器２４において遅延された信号が入力される。ＥＸＯＲ２６からは、プリコードされた出力信号Ａが出力される。
【０００７】
続いて、信号Ａは、３ビット化回路２２に入力される。３ビット化回路２２において、加算器２８には、信号Ａ及び該信号Ａが１ビット遅延器２４において遅延された信号Ｂが入力される。そして、加算器２８から、符号変換回路１８外へ、データ信号Ｄが３値化されたデュオバイナリ信号Ｄ１が出力される。
【０００８】
このデュオバイナリ信号Ｄ１はドライバアンプ３０により増幅され、増幅された信号Ｄ２は、その後、２分岐される。この２分岐されたデュオバイナリ信号のうち、一方の信号は反転回路４０に入力される。その結果、２分岐されたデュオバイナリ信号Ｄ２は、振幅が同じで互いに位相が反転した２つの、ＤＣ成分のない信号Ｄ３及びＤ´３として、データ信号処理部１２から出力され、ＭＺ型光変調器１４の信号電極に入力される。
【０００９】
次に、従来のＭＺ型光変調器１４の構成を、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図６（Ａ）はＭＺ型光変調器１４を上面から見た図であって、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すＭＺ型光変調器１４をα−α´線に沿って切断した部分の断面図である。
【００１０】
ところで、一般に広く用いられているＭＺ型光変調器は、ＬｉＮｂＯ_３の電気光学的異方性基板（ＬｉＮｂＯ_３基板）によって構成される変調器である。そして、通常は、基板の法線方向が電気光学効果が最大となるような結晶軸（Ｚ軸）と一致するように構成された、ＺカットＬｉＮｂＯ_３基板が用いられる。図６には、ＬｉＮｂＯ_３の電気光学的異方性基板５０によって構成されるＭＺ型光変調器１４を示してある。
【００１１】
この基板５０の結晶軸方向６２を、図６（Ｂ）に示す。結晶軸方向６２は、３本（ｘ、ｙ、ｚ）の直交座標で表される基板５０の主軸の方向を示している。そして、結晶軸方向６２において、ｘ−ｚ軸平面は図面と同一面上に存在することを表しているが、点線矢印で示されるｙ軸方向は、図を表す紙面の表面から裏面に向かう方向であることを表している。
【００１２】
この結晶軸方向６２に基づいて、図６（Ａ）にはｙ−ｚ軸方向、及び（Ｂ）にはｘ−ｚ軸方向が示してある。これら結晶軸方向を参照すれば、図６に示すＭＺ型光変調器１４は、結晶軸のＺ軸が基板５０平面内にあるようなＸカットＬｉＮｂＯ_３基板によって構成される変調器である。
【００１３】
図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ＭＺ型光変調器１４は、入力側光導波路５２と、該光導波路５２から分岐された、第１分岐光導波路５４ａ及び第２分岐光導波路５４ｂと、これら第１及び第２分岐光導波路５４ａ及び５４ｂが結合した一本の光導波路である出力側光導波路５６とから構成される光導波路を有している。入力側光導波路５２に、半導体レーザ１６から出力された光搬送波が入力される。そして、ＭＺ型光変調器１４に入力された光搬送波は、第１及び第２分岐光導波路５４ａ、５４ｂで分岐され、それぞれの光導波路５４ａ、５４ｂで位相変調された後、出力側光導波路５６で合流されて光強度が変調され、出力される。
【００１４】
さらに、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、従来のＭＺ型光変調器１４によれば、基板５０上に、接地電極５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、及び第１及び第２信号電極６０ａ、６０ｂが設けられる。接地電極５８ａは、第１及び第２分岐光導波路５４ａ、５４ｂ間に、これら光導波路５４ａ及び５４ｂと平行に並べて配置されている。また、第１信号電極６０ａは、第１分岐光導波路５４ａと平行に、接地電極５８ａとは反対側、すなわち光導波路５４ａの外側に設けられているとともに、この光導波路５４ａと接地電極５８ｃとの間に配置される。同様にして、第２信号電極６０ｂは、第２分岐光導波路５４ｂと平行に、接地電極５８ａとは反対側、すなわち光導波路５４ｂの外側に設けられているとともに、この光導波路５４ｂと接地電極５８ｂとの間に配置されている。すなわち、図５及び図６に示すＭＺ型光変調器１４はデュアルドライブ型の変調器である。尚、第１信号電極６０ａには図５に示すデュオバイナリ信号Ｄ３が入力されるとともに、第２信号電極６０ｂには図５に示すデュオバイナリ信号Ｄ´３が入力される。
【００１５】
ここで、既に説明したように、第１信号電極６０ａに入力されるデュオバイナリ信号Ｄ３、及び第２信号電極６０ｂに入力されるデュオバイナリ信号Ｄ´３は、振幅が同じで互いに位相が反転した交流信号である。よって、信号Ｄ３が入力された第１信号電極６０ａ及び信号Ｄ´３が入力された第２信号電極６０ｂによって、第１及び第２分岐光導波路５４ａ、５４ｂには、互いに逆方向の電界が印加される。図６（Ｂ）中、　第１及び第２信号電極６０ａ、６０ｂによって印加された電界を、各電極６０ａ、６０ｂ、５８ａ、５８ｂ、５８ｃをそれぞれ繋ぐ線として示してある。また、図６（Ｂ）中の矢印ａ１及び矢印ｂ１は、第１分岐光導波路５４ａに印加される電界の方向を示している。同様に、図６（Ｂ）中の矢印ａ２及び矢印ｂ２は、第２分岐光導波路５４ｂに印加される電界の方向を示している。
【００１６】
ここで、第１信号電極６０ａに入力されるデュオバイナリ信号Ｄ３と対応させて考えると、図６（Ｂ）中、具体的に、矢印ａ１及び矢印ａ２は、デュオバイナリ信号Ｄ３が正（＋）である場合、第１及び第２分岐光導波路５４ａ、５４ｂに印加される電界の方向を示している。また、矢印ｂ１及び矢印ｂ２は、デュオバイナリ信号Ｄ３が負（−）である場合、第１及び第２分岐光導波路５４ａ、５４ｂにそれぞれ印加される電界の方向を示している。
【００１７】
図５に示すように、データ信号Ｄが入力されると、光伝送装置１０から光強度被変調光信号である光信号Ｐが出力される。また、光伝送装置１０には、ＭＺ型光変調器１４の第１信号電極６０ａにおけるバイアス電圧を調整するための、バイアス印加回路３６が設けられている。このバイアス印加回路３６は、デュオバイナリ信号Ｄ３の中央値に対して光信号Ｐの強度が最小となるように、バイアス電圧を調整する。
【００１８】
図７に、デュオバイナリ信号Ｄ３の電圧をＭＺ型光変調器１４への印加電圧として、光信号Ｐの光強度との関係を示す。図７では、印加電圧を横軸にとり、縦軸に光信号Ｐの光強度をとったグラフを示してある。
【００１９】
デュオバイナリ信号Ｄ３が中央値をとる場合、デュオバイナリ信号Ｄ´３も中央値をとり、上述したようにバイアス電圧が調整されることにより、図７に示すＫ点に対応する光強度を有する光信号Ｐが、光伝送装置１０から出力される。
【００２０】
また、デュオバイナリ信号Ｄ３の中央値以外の他の２値に対しては、光信号Ｐの強度が最大となるように、符号変換回路１８から出力されるデュオバイナリ信号Ｄ１はドライバアンプ３０によって増幅される。さらに、上述したように信号Ｄ３が第１信号電極６０ａに入力され、及び信号Ｄ´３が第２信号電極６０ｂに入力されると、第１及び第２分岐路光導波路５４ａ、５４ｂに印加される電界は、互いに逆方向である。よって、デュオバイナリ信号Ｄ３及びＤ´３の他の２値に対しては、光信号Ｐの光強度は、図７に示すＪ点の値もしくはＬ点の値に変化し、かつ、Ｊ点とＬ点では互いに光信号Ｐの位相は反転している。
【００２１】
よって、Ｋ点の光強度を“０”とし、この値に対してＪ点もしくはＬ点の光強度を“１”とすれば、光伝送装置１０からは２値の光信号Ｐを得ることができる。尚、この光信号Ｐとデータ信号Ｄは逆相の関係にある。
【００２２】
以上説明したような従来の光伝送装置１０によれば、光信号Ｐについて、キャリア周波数成分の抑圧及び信号帯域狭窄を実現することができる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
図５及び図６を参照して説明したように、従来の光伝送装置１０では、デュアルドライブ型のＭＺ型光変調器１４が用いられていた。よって、デュアルドライブ型のＭＺ型光変調器１４に入力される信号Ｄ３と信号Ｄ´３との間に位相のずれが生じると、光信号Ｐにチャープが生じ、その結果、伝送特性が劣化する。
【００２４】
このため、図５に示す光伝送装置１０では、デュオバイナリ信号Ｄ２から２分岐された信号のうち、一方の信号を移相器３８に入力し、該移相器３８において他方の信号とのタイミングの一致をとった後、反転回路４０に入力する。また、デュオバイナリ信号Ｄ２から２分岐された信号は、それぞれ、振幅調整回路３４において、振幅及び波形等を互いに一致させる制御を行った後、信号Ｄ３及び信号Ｄ´３として、ＭＺ型光変調器１４に入力させる。従って、従来のデュアルドライブ型の光伝送装置１０では、上述したような位相、振幅及び波形等の制御を行う必要があり、そのため装置の構成が繁雑になるという問題点があった。
【００２５】
よって、この問題点に鑑み、この発明の目的は、光強度被変調光信号のキャリア周波数成分の抑圧及び信号帯域狭窄を実現しつつ、上述したような位相、振幅及び波形等の制御が不要な光強度変調方法、及びこの方法を採用し、かつ装置構成の簡易化を図ることができるデュオバイナリ方式光伝送装置を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
この発明のデュオバイナリ方式光伝送装置は、入力された２値のデータ信号を、３値のデュオバイナリ信号に変換するデータ信号処理部と、該データ信号処理部から出力された単一のデュオバイナリ信号を変調信号として用いて、光搬送波の光強度変調を行って光信号として出力する光強度変調器とを具えている。
【００２７】
そして、この発明の光伝送装置において行われる光強度変調方法によれば、単一のデュオバイナリ信号を変調信号として用いた、光搬送波の光強度変調は、変調信号の３値のうちの中央値に対する光信号の光強度を最小にする一方、変調信号の他の２値のそれぞれに対する光信号の光強度を同一とすると同時に、互いに位相を反転させて行う。
【００２８】
従来の光伝送装置では、デュアルドライブ型のＭＺ型光強度変調器を用いるため、該光変調器の駆動信号について、位相及び振幅等を制御する必要があった。一方、この発明によれば、単一のデュオバイナリ信号を変調信号として用い、光強度変調器において光搬送波の光強度変調を行う。従って、デュアルドライブ型のＭＺ型光強度変調器を用いる従来の光伝送装置と比較して、この発明の光伝送装置及び光強度変調方法によれば、従来のような光変調器の駆動信号について各制御を行うための回路が不要であり、その結果、部品を削減し、制御項目の簡易化により装置のコスト削減効果が期待できる。
【００２９】
また、この発明の光伝送装置において行われる光強度変調方法によれば、光搬送波の光強度変調は、上述したように、変調信号の３値のうちの中央値に対する光信号の光強度を最小とし、変調信号の他の２値のそれぞれに対する光信号の光強度を同一とすると同時に、互いに位相を反転させて行う。よって、この発明の光伝送装置では、キャリア周波数が抑圧され、信号帯域が狭窄された光強度被変調光信号を得ることができる。また、この光強度被変調光信号は、２値のデータ信号と逆相の関係にある。よって、この光強度被変調光信号を受信する際には、複雑なデコードをする必要が無いため、通常用いられているＩＭ−ＤＤ方式の受信器によって復調を行うことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。尚、以下の説明に用いる各図は、この発明の実施の形態を理解できる程度に概略的に示してあるに過ぎず、従って、この発明が図示例のみに限定されるものではないことは理解されたい。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については、同一の符号を付して示し、重複する説明を省略することもある。
【００３１】
この発明の実施の形態における光伝送装置１１０の構成について、図１を参照して説明する。図１に、この発明の実施の形態の光伝送装置１１０の構成を示す。この光伝送装置１１０は、入力された２値のデータ信号を３値のデュオバイナリ信号に変換するデータ信号処理部１１２と、該データ信号処理部１１２から出力された３値のデュオバイナリ信号を変調信号として用いて、半導体レーザ１６から入力される光搬送波の光強度変調を行って光信号として出力させる光強度変調器１１４とを具えている。
【００３２】
尚、この実施の形態によれば、データ信号処理部１１２は、図５を参照して既に説明した従来の光伝送装置１０のデータ信号処理部１２と同様の構成要素を有する。また、光搬送波を出力する半導体レーザ１６も図５を参照して既に説明した従来例と同様の構成を有する。よって従来と同様の構成要素については図１中、図５と同様の符号を付して示し、これらの構成要素によって行われる動作及び出力される信号について、重複する説明は省略する。
【００３３】
この実施の形態では、光強度変調器１１４はＭＺ型光変調器を用いて構成されるのが好ましい。次に、この実施の形態におけるＭＺ型光変調器１１４の構成について、図２（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。図２（Ａ）及び（Ｂ）にＭＺ型光変調器１１４の構成を示す。図２（Ａ）はＭＺ型光変調器１１４の上面図であって、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すＭＺ型光変調器１１４をβ−β´線に沿って切断した部分に相当する図である。
【００３４】
尚、ＭＺ型光変調器１１４は、図６（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明した従来例と同様、ＬｉＮｂＯ_３基板５０によって構成されるのが最適である。この場合、図２（Ｂ）に示す、基板５０の結晶軸方向６２は、図６（Ｂ）と同様である。すなわち、この実施の形態のＭＺ型光変調器１１４は、従来と同様、ＸカットＬｉＮｂＯ_３基板によって構成される変調器である。また、結晶軸方向６２に基づいて、図２（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれの構成に対して、結晶軸方向を示してある。
【００３５】
さらに、ＭＺ型光変調器１１４は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す構成と同様の構成を有する光導波路が設けられる。すなわち、図２（Ａ）及び（Ｂ）において、ＭＺ型光変調器１１４は、図６（Ａ）及び（Ｂ）を参照して既に説明した、従来のＭＺ型光変調器１４と同様、入力側光導波路５２と、該光導波路５２から分岐された、第１及び第２分岐光導波路５４ａ及び５４ｂと、これら第１及び第２分岐光導波路５４ａ及び５４ｂが結合した１本の光導波路である出力側光導波路５６とから構成される光導波路を有している。ここで、図２（Ａ）に示すように、第１及び第２分岐光導波路５４ａ及び５４ｂは、入力側及び出力側光導波路５２及び５６の延長線に対し、対称的に設けられている。尚、上述したＭＺ型光変調器１１４の光導波路について、図６（Ａ）及び（Ｂ）を参照して既に行った説明と重複する説明は省略する。また、以降、第１及び第２分岐光導波路５４ａ及び５４ｂを、それぞれＭＺ型光変調器１１４のアーム導波路とも称する。
【００３６】
この実施の形態の好適構成例によれば、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ＭＺ型光変調器１１４の基板５０上には、第１及び第２接地電極１５８ａ及び１５８ｂと、１つの信号電極１６０とが設けられている。信号電極１６０は、ＭＺ型光変調器１１４の２つのアーム導波路５４ａ及び５４ｂ間に配置されている。また、第１接地電極１５８ａは、信号電極１６０と、一方のアーム導波路（第１分岐光導波路）５４ａを挟んで対向配置されている。同様にして、第２接地電極１５８ｂは、信号電極１６０と、他方のアーム導波路（第２分岐光導波路）５４ｂを挟んで対向配置されている。
【００３７】
図２（Ａ）に示す構成例では、第１及び第２接地電極１５８ａ及び１５８ｂのそれぞれの平面形状は、長方形または正方形のいずれかの矩形となっていて、それぞれの少なくとも一辺は、互いに平行な２つのアーム導波路５４ａ及び５４ｂに対して、平行に延在している。一方、信号電極１６０の平面形状の概略は、矩形状の中央部分１６０ａと、該中央部分１６０の両端部分から突出する、帯状の同一幅の突出部分１６０ｂ及び１６０ｃからなるコの字状である。そして、信号電極１６０の平面形状において、中央部分１６０ａが２つのアーム導波路５４ａ及び５４ｂ間に挟まれていて、突出部分１６０ｂ及び１６０ｃが、第１接地電極１５８ａの側辺に沿って、アーム導波路５４ａの上側に延在して設けられている。また、信号電極１６０の平面形状における中央部分１６０ａの対向する２辺は、２つのアーム導波路５４ａ及び５４ｂに平行となっている。さらに、信号電極１６０の平面形状において、一方の突出部分１６０ｂに、データ信号処理部１１２から出力される３値のデュオバイナリ信号が変調信号として入力される変調信号入力点１７０が接続され、及び他方の突出部分１６０ｃは接地される。
【００３８】
尚、上述した第１及び第２接地電極１５８ａ及び１５８ｂと信号電極１６０の配置関係は、信号電極１６０が２つのアーム導波路（第１及び第２分岐光導波路）５４ａ及び５４ｂ間に設けられていて、第１及び第２接地電極１５８ａ及び１５８ｂは、対応するアーム導波路（第１及び第２分岐光導波路）５４ａ及び５４ｂを挟んで、信号電極１６０と対向するように配置されていれば良く、その他の形状や大きさ等は、任意好適な形状や大きさとすればよい。
【００３９】
図１には、光伝送装置１１０における各部構成要素によって出力される信号を示してある。図３に、これら各信号を説明するためのタイミングチャートを示す。このタイミングチャートには、第１段目から順に、２値のデータ信号Ｄ、プリコーダ２０の出力信号Ａ、３ビット化回路２２の１ビット遅延器２４の出力信号Ｂ、３値のデュオバイナリ信号Ｄ５、及び光強度被変調光信号である光信号Ｐを示してある。
【００４０】
光伝送装置１１０は、外部から入力された電気信号であるデータ信号Ｄを、光信号Ｐに変換して出力する。そして、光伝送装置１１０は、電気信号である信号Ｄの処理を行う電気系統と、該電気系統より出力される電気信号を光信号Ｐに変換する光系統とに分けられる。
【００４１】
データ信号処理部１１２は、上述した電気系統を構成する部分である。よって、図１において、データ信号Ｄと、データ信号処理部１１２を構成する各構成要素から出力される信号Ａ、信号Ｂ、信号Ｄ１、及び信号Ｄ４、さらに信号Ｄ５は、電気信号である。従って、図３のタイミングチャートには、信号Ｄ、信号Ａ、信号Ｂ及び信号Ｄ５を、各タイミングにおけるその信号電圧の状態によって示している。
【００４２】
尚、データ信号処理部１１２が有する符号変換回路１８は、図５を参照して説明した従来技術と同様の構成であり、同様の動作を行う。よって、重複する説明は省略するが、符号変換回路１８における信号Ａ及び信号Ｂは、２値の信号である。従って、図３において、データ信号Ｄ、信号Ａ及び信号Ｂは、“０”（電圧の無い状態もしくは電圧が低い状態であるローレベル）及び“１”（電圧のある状態であるハイレベル）の２値によって示される。
【００４３】
また、符号変換回路１８は既に説明したように、データ信号Ｄが３値化されたデュオバイナリ信号Ｄ１を出力する。デュオバイナリ信号Ｄ１は、ドライバアンプ３０にて増幅され、増幅された信号Ｄ４は低域通過フィルタ３２にて高調波成分が制限される。その結果、帯域制限されたデュオバイナリ信号Ｄ５がデータ信号処理部１１２より出力され、ＭＺ型光変調器１１４に、変調信号として、変調信号入力点１７０より入力される。このデュオバイナリ信号Ｄ５は交流信号である。図３において、デュオバイナリ信号Ｄ５は、“０”、“２”、及び“１”の３値によって示される。また、図３には、デュオバイナリ信号Ｄ５の、各タイミングにおける信号振幅についても併せて示してある。この実施の形態によれば、デュオバイナリ信号Ｄ５の“０”と“２”との間の電圧（ピーク間電圧）が半波長電圧（Ｖπ）の２倍となるように、符号変換回路１８から出力されるデュオバイナリ信号Ｄ１は、ドライバアンプ３０によって増幅されるのが好ましい。従って、図３において、“０”は、信号Ｄ５の信号振幅が負（−）方向の半波長電圧（−Ｖπ）である状態を示し、“２”は、信号Ｄ５の信号振幅が正（＋）方向の半波長電圧（＋Ｖπ）である状態を示し、及び“０”は信号振幅が０の状態を示す。尚、データ信号処理部１１２に入力されるデータ信号Ｄの“０”は、デュオバイナリ信号Ｄ５の“０”と“２”に対応し、データ信号Ｄの“１”は、デュオバイナリ信号Ｄ５の“１”に対応する。
【００４４】
ところで、図１において、光伝送装置１１０の光系統には、半導体レーザ１６と、ＭＺ型光変調器１１４とが含まれる。この実施の形態のＭＺ型光変調器１１４には、電気系統から単一のデュオバイナリ信号Ｄ５が、信号電極１６０に入力される。そして、ＭＺ型光変調器１１４は、単一のデュオバイナリ信号Ｄ５を変調信号として用い、半導体レーザ１６から入力される光搬送波の光強度変調を行って、光信号Ｐを出力する。
【００４５】
ここで、図３のタイミングチャートにおいて、光信号Ｐの、各タイミングにおける光強度の状態を２値で示してある。すなわち、図３のタイミングチャートでは、光信号Ｐについて、光強度が最小の状態を“０”で示し、光強度が最大の状態を“１”で示してある。また、同図において、各タイミングにおける、光信号Ｐの信号振幅及び位相についても併せて示している。光信号Ｐの位相については、位相が不定の状態を“−”で示してある。
【００４６】
この実施の形態におけるＭＺ型光変調器１１４の動作について、具体的に図４（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。図４（Ａ）は、ＭＺ型光変調器１１４の第１及び第２分岐光導波路５４ａ及び５４ｂのそれぞれの光導波路を通過する光の位相を説明するための図である。また、図４（Ｂ）は、デュオバイナリ信号Ｄ５の電圧を、ＭＺ型光変調器１１４への印加電圧として、光信号Ｐの光強度との関係を示す図である。尚、図４（Ｂ）は、図７と同様に、印加電圧を横軸にとり、縦軸に光信号Ｐの光強度をとったグラフである。
【００４７】
図４（Ａ）に、第１分岐光導波路５４ａを通過する光の位相を表す第１単位ベクトル４０１ａを、直線のベクトルで表し、及び第２分岐光導波路５４ｂを通過する光の位相を表す第２単位ベクトル４０１ｂを、点線のベクトルで表す。これらベクトルの関係については後述する。これらの第１及び第２単位ベクトル４０１ａ及び４０１ｂが変化するとき、その軌跡は、該単位ベクトル４０１ａ及び４０１ｂの長さを半径とする円４０３となる。
【００４８】
この実施の形態において、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す構成を有するＭＺ型光変調器１１４の信号電極１６０に電圧が印加されると、第１及び第２分岐光導波路（アーム導波路）５４ａ及び５４ｂのそれぞれには、信号電極１６０によって、互いに逆方向の電界が形成される。図２（Ｂ）中、　信号電極１６０によって形成された電界を、各電極１６０、１５８ａ、１５８ｂをそれぞれ繋ぐ曲線で示してある。
【００４９】
そして、図１に示すように、光伝送装置１１０には、ＭＺ型光変調器１１４の信号電極１６０におけるバイアス電圧を調整するためのバイアス印加回路３６が設けられている。この実施の形態において、バイアス印加回路３６は、変調信号Ｄ５の中央値“１”に対して、光信号Ｐの光強度が最小となるようにバイアス電圧を調整する。すなわち、ＭＺ型光変調器１１４において、変調信号Ｄ５が入力されないとき、信号電極１６０には、一方のアーム導波路（第１分岐光導波路）５４ａを通過する光と、他方のアーム導波路（第２分岐光導波路）５４ｂを通過する光の位相差がπとなるように、バイアス電圧が印加される。このとき、図４（Ａ）において、第１単位ベクトル４０１ａと第２単位ベクトル４０１ｂは、円４０３の中心から円周上に向かう、互いに逆方向のベクトルとなる。
【００５０】
光信号Ｐの光強度は、第１及び第２単位ベクトル４０１ａ及び４０１ｂの合成ベクトルの大きさで表される。よって、変調信号Ｄ５が中央値“１”をとる場合、光信号Ｐの光強度は最小値となる。このときの光強度は、図４（Ｂ）においてＯ点で示される値である。従って、図３のタイミングチャートにおいて、変調信号Ｄ５が中央値“１”をとる場合、この変調信号Ｄ５の値に対応する光信号Ｐの値は“０”となり、位相は不定の状態を表す“−”となる。
【００５１】
また、図２（Ｂ）中には、信号電極１６０に変調信号Ｄ５が印加されたときの、第１分岐光導波路（アーム導波路）５４ａに形成される電界の方向を、直線矢印ａ’１及び点線矢印ｂ’１によって示してある。同様に、図２（Ｂ）中の直線矢印ａ’２及び点線矢印ｂ’２は、信号電極１６０に変調信号Ｄ５が印加されたとき、第２分岐光導波路（アーム導波路）５４ｂに形成される電界の方向を示している。
【００５２】
ここで、既に説明したように、変調信号Ｄ５は交流信号である。図２（Ｂ）に示す直線矢印ａ’１及び直線矢印ａ’２は、図３に示すタイミングチャートにおける変調信号Ｄ５の値が“２”のとき、すなわち、正（＋）の交流信号が信号電極１６０に印加された場合、第１及び第２分岐光導波路（アーム導波路）５４ａ及び５４ｂにそれぞれ形成される電界の方向を示している。この場合、図２（Ｂ）に示すように、直線矢印ａ’１は基板５０のｚ軸方向と同方向となり、及び直線矢印ａ’２は基板５０のｚ軸方向とは逆方向となる。
【００５３】
既に説明したように、変調信号Ｄ５のピーク間電圧は、半波長電圧Ｖπの２倍である。ここで、図３のタイミングチャートにおいて、変調信号Ｄ５の値が“１”から“２”に変化する場合、信号電極１６０には正（＋）方向の半波長電圧＋Ｖπが印加され、第１及び第２分岐光導波路（アーム導波路）５４ａ及び５４ｂには、それぞれ正（＋）方向の半波長電圧＋Ｖπの２分の１（すなわち＋Ｖπ／２）が印加される。
【００５４】
変調信号Ｄ５が“１”の値をとる場合は、既に説明したように、図４（Ａ）において、第１単位ベクトル４０１ａと第２単位ベクトル４０１ｂは、円４０３の中心から円周上に向かう、互いに逆方向のベクトルとなる。そして、変調信号Ｄ５が“１”から“２”に変化するとき、図４（Ａ）の時計回りの実線矢印４０５ａで表されるように、第１単位ベクトル４０１ａの位相は、−（π／２）だけ変化する。また、このとき、図４（Ａ）の反時計回りの点線矢印４０５ｂで表されるように、第２単位ベクトル４０１ｂの位相は、π／２だけ変化する。その結果、図４（Ａ）に示すように、第１及び第２単位ベクトル４０１ａ及び４０１ｂの合成ベクトルの位相は“０”となり、その大きさは最大となる。
【００５５】
よって、変調信号Ｄ５の値が“２”をとる場合、光信号Ｐの光強度は、図４（Ｂ）におけるＭ点で示される最大の値をとる。このとき、図３のタイミングチャートにおいて、光信号Ｐの光強度は“１”となり、光信号Ｐの位相は“０”となる。
【００５６】
次に、変調信号Ｄ５の値が“０”のとき、すなわち、負（−）の交流信号が信号電極１６０に印加される場合、図２（Ｂ）において、第１及び第２分岐光導波路（アーム導波路）５４ａ及び５４ｂにそれぞれ印加される電界の方向は、点線矢印ｂ’１及び点線矢印ｂ’２によって示される。この場合、図２（Ｂ）に示すように、点線矢印ｂ’１は基板５０のｚ軸方向と逆方向となり、及び点線矢印ｂ’２は基板５０のｚ軸方向と同方向となる。
【００５７】
上述した交流信号Ｄ５が正（＋）方向の場合と同様にして考えると、図３のタイミングチャートにおいて、変調信号Ｄ５の値が“１”から“０”に変化した場合、第１及び第２分岐光導波路５４ａ、５４ｂには、それぞれ負（−）方向の半波長電圧−Ｖπの２分の１（すなわち−Ｖπ／２）が印加される。
【００５８】
図４（Ａ）において、変調信号Ｄ５が“１”の場合、既に説明したような状態にある第１単位ベクトル４０１ａの位相は、変調信号Ｄ５の値が“１”から“０”に変化したとき、反時計回りの二点鎖線矢印４０７ａで表されるように、π／２だけ変化する。また、このとき、変調信号Ｄ５が“１”の場合、既に説明したような状態にある第２単位ベクトル４０１ｂの位相は、図４（Ａ）の時計回りの一点鎖線矢印４０７ｂで表されるように、−（π／２）だけ変化する。このとき、図４（Ａ）に示すように、第１及び第２単位ベクトル４０１ａ及び４０１ｂの合成ベクトルの位相は“π”となり、その大きさは最大となる。
【００５９】
よって、変調信号Ｄ５の値が“０”をとる場合、光信号Ｐの光強度は、図４（Ｂ）におけるＮ点で示される最大の値をとる。このとき、図３のタイミングチャートにおいて、光信号Ｐの光強度は“１”となり、光信号Ｐの位相は“π”となる。
【００６０】
以上説明したように、この実施の形態によれば、ＭＺ型光強度変調器１１４において、単一のデュオバイナリ信号Ｄ５を変調信号として用いて、光搬送波の光強度変調を行う。この光強度変調によれば、上述したＭＺ型光変調器１１４の動作によって、変調信号Ｄ５の中央値“１”に対する光信号Ｐの光強度を最小とし、及び変調信号Ｄ５の他の２値のそれぞれに対する光強度を同一とするとともに、互いに位相を反転させる。
【００６１】
従って、デュアルドライブ型のＭＺ型光強度変調器を用いる従来の光伝送装置と比較して、この実施の形態における光伝送装置１１０及び光強度変調方法では、従来のような光変調器の駆動信号について各制御を行うための回路が不要であり、その結果、部品数の削減とともに、制御項目の簡易化により、装置の製造コストの削減が期待できる。
【００６２】
また、この実施の形態によれば、光伝送装置１１０では、キャリア周波数が抑圧され、しかも信号帯域が狭窄された光強度被変調光信号Ｐを得ることができる。この光強度被変調光信号Ｐは、２値のデータ信号Ｄと逆相の関係にある。よって、この光強度被変調光信号Ｐを受信する際には、複雑なデコードをする必要が無いため、通常用いられているＩＭ−ＤＤ方式の受信器によって復調を行うことができる。
【００６３】
さらに、低域通過フィルタ３２において、変調信号Ｄ５の信号帯域を制限することにより、光伝送装置１１０から出力される光信号Ｐは、光ファイバ等での波長分散に対して、伝送特性が向上する。尚、この実施の形態によれば、４０Ｇｂｐｓの信号に対して、２０ＧＨｚ程度の遮断周波数をもつ低域通過フィルタ３２を用いるのが好ましい。
【００６４】
ところで、上述した実施の形態では、この発明を、特定の材料を使用し、特定の条件で構成した例について説明したが、この発明は、多くの変更及び変形を行うことができる。例えば、上述した実施の形態において、光伝送装置１１０のプリコーダ２０をＥＸＯＲ２６を用いて構成する例を説明したが、この発明では、ＥＸＯＲ２６のかわりにＥＸＮＯＲを用いることもできる。また、上述した実施の形態において、ＭＺ型光変調器１１４を構成する基板５０として、ＸカットＬｉＮｂＯ_３基板に限られず、電気光学効果をもつ所望の結晶を用いることもできる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の光伝送装置及び光強度変調方法によれば、単一のデュオバイナリ信号を変調信号として用いて、該変調信号の中央値に対する光信号の光強度を最小とし、及び変調信号の他の２値のそれぞれに対する光信号の光強度を同一とするとともに、互いに位相を反転させて、光搬送波の光強度変調を行う。従って、従来の光伝送装置で行われる、２分岐された変調信号の、位相、振幅及び波形等を一致させる制御はもとより、該制御のための回路が不要であり、その結果、この発明の光伝送装置及び光強度変調方法では、部品を削減し、制御項目の簡易化により装置の製造コスト削減効果が期待できる。
【００６６】
また、この発明の光強度変調方法によって、光伝送装置から出力された光強度被変調光信号を受信する際には、複雑なデコードをする必要が無いため、通常用いられているＩＭ−ＤＤ方式の受信器によって復調を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における光伝送装置の構成を説明するための図である。
【図２】この発明の実施の形態におけるＭＺ型光変調器の、（Ａ）は上面図であって、（Ｂ）は断面図である。
【図３】この発明の実施の形態における光伝送装置及び光強度変調方法について説明するためのタイミングチャートを示す図である。
【図４】（Ａ）は、この発明の実施の形態におけるＭＺ型光変調器の２つのアーム導波路を通過する光の位相について説明するための図であって、（Ｂ）は、この発明の実施の形態におけるＭＺ型光変調器の出力信号の光強度と、信号電極の印加電圧との関係を示す図である。
【図５】従来の光伝送装置の構成を説明するための図である。
【図６】従来のＭＺ型光変調器の、（Ａ）は上面図であって、（Ｂ）は断面図である。
【図７】従来のＭＺ型光変調器の出力信号の光強度と、信号電極の印加電圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０、１１０：デュオバイナリ方式光伝送装置
１２、１１２：データ信号処理部
１４、１１４：ＭＺ型光変調器
１６：半導体レーザ
１８：符号変換回路
２０：プリコーダ
２２：３ビット化回路
２４：１ビット遅延器
２６：排他的論理和回路
２８：加算器
３０：ドライバアンプ
３２：低域通過フィルタ
３４：振幅調整回路
３６：バイアス印加回路
３８：移相器
４０：反転回路
５０：電気光学的異方性基板
５２：入力側光導波路
５４ａ：第１分岐光導波路
５４ｂ：第２分岐光導波路
５６：出力側光導波路
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ：接地電極
６０ａ：第１信号電極
６０ｂ：第２信号電極
６２：結晶軸方向
１５８ａ：第１接地電極
１５８ｂ：第２接地電極
１６０：信号電極
１７０：変調信号入力点
４０１ａ：第１単位ベクトル
４０１ｂ：第２単位ベクトル
４０３：第１及び第２単位ベクトルの軌跡[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a long-distance, large-capacity optical transmission system, and more particularly to a light intensity modulation method used for backbone transmission and the like, and an optical transmission device employing the light intensity modulation method.
[0002]
[Prior art]
In an optical communication system, an optical intensity modulation-direct detection method (IM-DD method) is the most simple and widely used optical transmission method. As the light intensity modulation, an external modulation method using a Mach-Zehnder interferometer (MZ type) light modulator capable of suppressing chirping, which is a problem in the direct modulation method, in principle is widely adopted. An example of a conventional optical transmission device using the MZ type optical modulator is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-139681 (hereinafter referred to as Document 1).
[0003]
According to Document 1, a binary optical intensity modulated optical signal output from an MZ optical modulator usually has a feature that it has a large spectral component at a carrier frequency and a wide signal band. These characteristics are major factors that limit the transmission distance, transmission speed, and transmission capacity, and thus are issues that must be solved when expanding an optical network. Document 1 discloses an optical transmission device for solving the above-described problem.
[0004]
Here, FIG. 5 shows a configuration of a conventional optical transmission device 10 disclosed in Document 1. The optical transmission device 10 includes a data signal processing unit 12, an MZ type optical modulator 14 that performs intensity modulation of an optical carrier input from a semiconductor laser 16 using a signal input from the data signal processing unit 12, Consists of
[0005]
The data signal processing unit 12 has a code conversion circuit 18. The code conversion circuit 18 includes a precoder 20 including an exclusive OR circuit (EXOR) 26 and a 1-bit delay unit 24, and a 3-bit conversion circuit 22 including a 1-bit delay unit 24 and an adder 28.
[0006]
The binary data signal D input from the outside to the optical transmission device 10 is input to the precoder 20 of the code conversion circuit 18 of the data signal processing unit 12. In the precoder 20, the input signal D is input to the EXOR 26, and the signal output from the EXOR 26 and delayed by the 1-bit delay unit 24 is input. The EXOR 26 outputs a precoded output signal A.
[0007]
Subsequently, the signal A is input to the 3-bit conversion circuit 22. In the 3-bit conversion circuit 22, the signal A and the signal B obtained by delaying the signal A by the 1-bit delay unit 24 are input to the adder 28. Then, a duobinary signal D1 in which the data signal D is ternary is output from the adder 28 to the outside of the code conversion circuit 18.
[0008]
The duobinary signal D1 is amplified by the driver amplifier 30, and the amplified signal D2 is thereafter branched into two. One of the two branched duobinary signals is input to the inverting circuit 40. As a result, the two-branched duobinary signal D2 is output from the data signal processing unit 12 as two signals D3 and D'3 having the same amplitude and inverted phases with respect to each other and having no DC component. Input to the signal electrode of the device 14.
[0009]
Next, the configuration of the conventional MZ type optical modulator 14 is shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B). FIG. 6A is a view of the MZ type optical modulator 14 as viewed from above, and FIG. 6B is a diagram showing the MZ type optical modulator 14 shown in FIG. 6A along the line α-α ′. It is sectional drawing of the part cut | disconnected by cutting.
[0010]
Incidentally, an MZ type optical modulator generally used widely is LiNbO. ₃ Electro-optically anisotropic substrate (LiNbO ₃ (A substrate). Usually, a Z-cut LiNbO is formed such that the normal direction of the substrate coincides with the crystal axis (Z axis) at which the electro-optic effect is maximized. ₃ A substrate is used. FIG. 6 shows LiNbO ₃ The MZ type optical modulator 14 constituted by the electro-optically anisotropic substrate 50 of FIG.
[0011]
The crystal axis direction 62 of the substrate 50 is shown in FIG. The crystal axis direction 62 indicates the direction of the main axis of the substrate 50 represented by three (x, y, z) orthogonal coordinates. In the crystal axis direction 62, the xz-axis plane is on the same plane as the drawing, but the y-axis direction indicated by the dotted arrow is a direction from the front surface to the back surface of the drawing paper. It represents that.
[0012]
Based on this crystal axis direction 62, FIG. 6A shows the yz axis direction, and FIG. 6B shows the xz axis direction. Referring to these crystal axis directions, the MZ-type optical modulator 14 shown in FIG. 6 has an X-cut LiNbO 4 such that the Z axis of the crystal axis is in the plane of the substrate 50. ₃ This is a modulator constituted by a substrate.
[0013]
As shown in FIGS. 6A and 6B, the MZ optical modulator 14 includes an input-side optical waveguide 52, a first branched optical waveguide 54 a and a second branched optical waveguide branched from the optical waveguide 52. The optical waveguide includes an optical waveguide 54b and an output optical waveguide 56 which is a single optical waveguide in which the first and second branch optical waveguides 54a and 54b are coupled. The optical carrier output from the semiconductor laser 16 is input to the input side optical waveguide 52. The optical carrier input to the MZ optical modulator 14 is branched by the first and second branch optical waveguides 54a and 54b, and phase-modulated by the respective optical waveguides 54a and 54b. And the light intensity is modulated and output.
[0014]
Further, as shown in FIGS. 6A and 6B, according to the conventional MZ type optical modulator 14, on the substrate 50, the ground electrodes 58a, 58b, 58c and the first and second signal electrodes 60a are provided. , 60b are provided. The ground electrode 58a is arranged between the first and second branch optical waveguides 54a and 54b in parallel with the optical waveguides 54a and 54b. The first signal electrode 60a is provided in parallel with the first branch optical waveguide 54a, on the opposite side to the ground electrode 58a, that is, outside the optical waveguide 54a. Placed between. Similarly, the second signal electrode 60b is provided in parallel with the second branch optical waveguide 54b and on the opposite side to the ground electrode 58a, that is, outside the optical waveguide 54b. And is located between. That is, the MZ type optical modulator 14 shown in FIGS. 5 and 6 is a dual drive type modulator. The duo-binary signal D3 shown in FIG. 5 is input to the first signal electrode 60a, and the duo-binary signal D'3 shown in FIG. 5 is input to the second signal electrode 60b.
[0015]
Here, as described above, the duobinary signal D3 input to the first signal electrode 60a and the duobinary signal D'3 input to the second signal electrode 60b have the same amplitude and inverted phases with respect to each other. It is an AC signal. Therefore, electric fields in opposite directions are applied to the first and second branch optical waveguides 54a and 54b by the first signal electrode 60a to which the signal D3 is input and the second signal electrode 60b to which the signal D'3 is input. Is done. In FIG. 6B, the electric fields applied by the first and second signal electrodes 60a and 60b are shown as lines connecting the respective electrodes 60a, 60b, 58a, 58b and 58c. Arrows a1 and b1 in FIG. 6B indicate the directions of the electric field applied to the first branch optical waveguide 54a. Similarly, arrows a2 and b2 in FIG. 6B indicate directions of an electric field applied to the second branch optical waveguide 54b.
[0016]
Here, considering the duobinary signal D3 input to the first signal electrode 60a, specifically, in FIG. 6B, specifically, the arrow a1 and the arrow a2 indicate that the duobinary signal D3 is positive (+). Indicates the direction of the electric field applied to the first and second branch optical waveguides 54a and 54b. Arrows b1 and b2 indicate the directions of electric fields applied to the first and second branch optical waveguides 54a and 54b, respectively, when the duobinary signal D3 is negative (-).
[0017]
As shown in FIG. 5, when the data signal D is input, the optical transmission device 10 outputs an optical signal P which is a light intensity modulated optical signal. Further, the optical transmission device 10 is provided with a bias applying circuit 36 for adjusting a bias voltage at the first signal electrode 60a of the MZ type optical modulator 14. The bias applying circuit 36 adjusts the bias voltage so that the intensity of the optical signal P becomes minimum with respect to the median value of the duobinary signal D3.
[0018]
FIG. 7 shows the relationship between the voltage of the duobinary signal D3 and the light intensity of the optical signal P when the voltage is applied to the MZ type optical modulator 14. FIG. 7 shows a graph in which the horizontal axis represents the applied voltage and the vertical axis represents the light intensity of the optical signal P.
[0019]
When the duobinary signal D3 has a median value, the duobinary signal D'3 also has a median value and the bias voltage is adjusted as described above, so that light having a light intensity corresponding to the point K shown in FIG. The signal P is output from the optical transmission device 10.
[0020]
The duobinary signal D1 output from the code conversion circuit 18 is amplified by the driver amplifier 30 so that the intensity of the optical signal P is maximized for the other two values other than the median value of the duobinary signal D3. Is done. Further, as described above, when the signal D3 is input to the first signal electrode 60a and the signal D'3 is input to the second signal electrode 60b, the signal D3 is applied to the first and second branch optical waveguides 54a and 54b. The electric fields are in opposite directions. Therefore, for the other two values of the duobinary signals D3 and D'3, the light intensity of the optical signal P changes to the value at the point J or the value at the point L shown in FIG. At the point L, the phases of the optical signals P are inverted.
[0021]
Therefore, if the light intensity at the point K is “0” and the light intensity at the point J or L is “1” with respect to this value, a binary optical signal P can be obtained from the optical transmission device 10. it can. Note that the optical signal P and the data signal D are in a reverse phase relationship.
[0022]
According to the conventional optical transmission device 10 described above, it is possible to suppress the carrier frequency component and narrow the signal band of the optical signal P.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
As described with reference to FIGS. 5 and 6, the conventional optical transmission device 10 uses the dual-drive MZ optical modulator 14. Therefore, when a phase shift occurs between the signal D3 and the signal D'3 input to the dual-drive MZ optical modulator 14, chirp occurs in the optical signal P, and as a result, transmission characteristics deteriorate. .
[0024]
For this reason, in the optical transmission device 10 shown in FIG. 5, one of the signals branched into two from the duobinary signal D2 is input to the phase shifter 38, and the phase shifter 38 controls the timing with the other signal. And then input to the inverting circuit 40. Further, the signals branched into two from the duobinary signal D2 are controlled by the amplitude adjustment circuit 34 so that the amplitude, the waveform, and the like are made to match each other, and then, as a signal D3 and a signal D'3, the MZ optical modulator is used. 14 is input. Therefore, in the conventional dual-drive type optical transmission device 10, it is necessary to control the phase, the amplitude, the waveform, and the like as described above, and there is a problem that the configuration of the device becomes complicated.
[0025]
Therefore, in view of this problem, an object of the present invention is to realize the suppression of the carrier frequency component of the light intensity-modulated optical signal and the narrowing of the signal band while eliminating the above-described control of the phase, amplitude, waveform, and the like. An object of the present invention is to provide a light intensity modulation method and a duobinary optical transmission device that can adopt this method and can simplify the device configuration.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
A duobinary optical transmission device according to the present invention includes a data signal processing unit for converting an input binary data signal into a ternary duobinary signal, and a single duobinary output from the data signal processing unit. A light intensity modulator that performs light intensity modulation of the optical carrier using the signal as a modulation signal and outputs the resultant as an optical signal.
[0027]
According to the optical intensity modulation method performed in the optical transmission device of the present invention, the optical intensity modulation of the optical carrier using a single duobinary signal as the modulation signal is performed by using the median value among the three values of the modulation signal. , The light intensity of the optical signal with respect to each of the other two values of the modulation signal is made the same, and the phase is inverted with each other.
[0028]
In a conventional optical transmission device, since a dual-drive MZ-type light intensity modulator is used, it is necessary to control the phase and amplitude of a drive signal of the optical modulator. On the other hand, according to the present invention, a single duobinary signal is used as a modulation signal, and the light intensity modulator modulates the light intensity of the optical carrier. Therefore, according to the optical transmission device and the optical intensity modulation method of the present invention, as compared with the conventional optical transmission device using the dual drive type MZ type optical intensity modulator, the driving signal of the conventional optical modulator can be reduced. A circuit for performing each control is unnecessary, and as a result, it is possible to reduce the number of components and to simplify the control items, thereby reducing the cost of the apparatus.
[0029]
According to the optical intensity modulation method performed in the optical transmission device of the present invention, the optical intensity modulation of the optical carrier minimizes the optical intensity of the optical signal with respect to the median of the three values of the modulated signal as described above. The light intensity of the optical signal is the same for each of the other two values of the modulation signal, and the phase is inverted with each other. Therefore, in the optical transmission device of the present invention, it is possible to obtain a light intensity modulated optical signal in which the carrier frequency is suppressed and the signal band is narrowed. The light intensity modulated optical signal has an opposite phase relationship to the binary data signal. Therefore, when receiving the light intensity modulated optical signal, there is no need to perform complicated decoding, and demodulation can be performed by a generally used IM-DD receiver.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings used in the following description are only schematically shown to the extent that the embodiments of the present invention can be understood, and therefore, it is understood that the present invention is not limited to only the illustrated examples. I want to be. In each of the drawings used for the description, the same components are denoted by the same reference numerals, and overlapping description may be omitted.
[0031]
The configuration of the optical transmission device 110 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a configuration of an optical transmission device 110 according to an embodiment of the present invention. The optical transmission device 110 includes a data signal processing unit 112 that converts an input binary data signal into a ternary duobinary signal, and modulates the ternary duobinary signal output from the data signal processing unit 112. And a light intensity modulator 114 for performing light intensity modulation of an optical carrier inputted from the semiconductor laser 16 and outputting as an optical signal.
[0032]
According to this embodiment, the data signal processing unit 112 has the same components as the data signal processing unit 12 of the conventional optical transmission device 10 already described with reference to FIG. Further, the semiconductor laser 16 for outputting an optical carrier has the same configuration as the conventional example already described with reference to FIG. Therefore, the same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals in FIG. 1 as those in FIG. 5, and the duplicated description of the operations performed by these components and the output signals is omitted.
[0033]
In this embodiment, the light intensity modulator 114 is preferably configured using an MZ type light modulator. Next, the configuration of the MZ type optical modulator 114 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 2A and 2B show the configuration of the MZ optical modulator 114. FIG. FIG. 2A is a top view of the MZ optical modulator 114, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the MZ optical modulator 114 shown in FIG. 2A taken along the line β-β ′. It is a figure corresponding to a part.
[0034]
The MZ type optical modulator 114 is made of LiNbO, similarly to the conventional example described with reference to FIGS. 6 (A) and 6 (B). ₃ It is optimally constituted by the substrate 50. In this case, the crystal axis direction 62 of the substrate 50 shown in FIG. 2B is the same as that in FIG. 6B. That is, the MZ-type optical modulator 114 of this embodiment has an X-cut LiNbO ₃ This is a modulator constituted by a substrate. Also, based on the crystal axis direction 62, the crystal axis direction is shown for each of the configurations in FIGS. 2A and 2B.
[0035]
Further, the MZ optical modulator 114 is provided with an optical waveguide having a configuration similar to the configuration shown in FIGS. 6A and 6B. That is, in FIGS. 2A and 2B, the MZ optical modulator 114 has the same input as the conventional MZ optical modulator 14 already described with reference to FIGS. 6A and 6B. The side optical waveguide 52, the first and second branched optical waveguides 54a and 54b branched from the optical waveguide 52, and one optical waveguide in which the first and second branched optical waveguides 54a and 54b are coupled. An optical waveguide composed of the output side optical waveguide 56 is provided. Here, as shown in FIG. 2A, the first and second branch optical waveguides 54a and 54b are provided symmetrically with respect to the extension of the input-side and output-side optical waveguides 52 and 56. The description of the optical waveguide of the MZ optical modulator 114 described above with reference to FIGS. 6A and 6B will not be repeated. Hereinafter, the first and second branch optical waveguides 54a and 54b are also referred to as arm waveguides of the MZ optical modulator 114, respectively.
[0036]
According to the preferred configuration example of this embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, the first and second ground electrodes 158a and 158b are formed on the substrate 50 of the MZ optical modulator 114. , One signal electrode 160 is provided. The signal electrode 160 is arranged between the two arm waveguides 54a and 54b of the MZ optical modulator 114. Further, the first ground electrode 158a is disposed to face the signal electrode 160 with one arm waveguide (first branch optical waveguide) 54a interposed therebetween. Similarly, the second ground electrode 158b is opposed to the signal electrode 160 with the other arm waveguide (second branch optical waveguide) 54b interposed therebetween.
[0037]
In the configuration example shown in FIG. 2A, the planar shape of each of the first and second ground electrodes 158a and 158b is a rectangle or a square, and at least one side of each is parallel to each other. It extends parallel to the two arm waveguides 54a and 54b. On the other hand, an outline of the planar shape of the signal electrode 160 is a U-shape including a rectangular central portion 160a and belt-shaped projecting portions 160b and 160c having the same width and projecting from both end portions of the central portion 160. In the planar shape of the signal electrode 160, the central portion 160a is sandwiched between the two arm waveguides 54a and 54b, and the protruding portions 160b and 160c extend along the side of the first ground electrode 158a. It is provided to extend above the wave path 54a. The two opposing sides of the central portion 160a in the planar shape of the signal electrode 160 are parallel to the two arm waveguides 54a and 54b. Further, in the planar shape of the signal electrode 160, a modulation signal input point 170 to which a ternary duobinary signal output from the data signal processing unit 112 is input as a modulation signal is connected to one protruding portion 160b, and the other. Projecting portion 160c is grounded.
[0038]
The arrangement relationship between the first and second ground electrodes 158a and 158b and the signal electrode 160 is such that the signal electrode 160 is provided between the two arm waveguides (first and second branch optical waveguides) 54a and 54b. Thus, the first and second ground electrodes 158a and 158b only need to be disposed so as to face the signal electrode 160 with the corresponding arm waveguides (first and second branch optical waveguides) 54a and 54b interposed therebetween. The shape, size, etc. may be any suitable shape and size.
[0039]
FIG. 1 shows signals output by components of the optical transmission device 110. FIG. 3 shows a timing chart for explaining these signals. The timing chart includes, in order from the first stage, a binary data signal D, an output signal A of the precoder 20, an output signal B of the 1-bit delay unit 24 of the 3-bit conversion circuit 22, and a ternary duobinary signal D5. , And an optical signal P which is a light intensity modulated optical signal.
[0040]
The optical transmission device 110 converts a data signal D, which is an electric signal input from the outside, into an optical signal P and outputs the optical signal P. The optical transmission device 110 is divided into an electric system for processing a signal D, which is an electric signal, and an optical system for converting an electric signal output from the electric system into an optical signal P.
[0041]
The data signal processing unit 112 is a part that constitutes the electric system described above. Therefore, in FIG. 1, the data signal D, and the signals A, B, D1, D4, and D5 output from each component of the data signal processing unit 112 are electric signals. Therefore, in the timing chart of FIG. 3, the signal D, the signal A, the signal B, and the signal D5 are shown by the state of the signal voltage at each timing.
[0042]
The code conversion circuit 18 included in the data signal processing unit 112 has the same configuration as that of the related art described with reference to FIG. 5 and performs the same operation. Therefore, although the overlapping description is omitted, the signal A and the signal B in the code conversion circuit 18 are binary signals. Accordingly, in FIG. 3, the data signal D, the signal A, and the signal B are “0” (low level in a state without a voltage or a low voltage) and “1” (high level in a state with a voltage). Indicated by two values.
[0043]
Further, as described above, the code conversion circuit 18 outputs a duobinary signal D1 in which the data signal D is ternarized. The duobinary signal D1 is amplified by the driver amplifier 30, and the amplified signal D4 has its harmonic components limited by the low-pass filter 32. As a result, the band-limited duobinary signal D5 is output from the data signal processing unit 112, and is input to the MZ optical modulator 114 as a modulation signal from the modulation signal input point 170. This duobinary signal D5 is an AC signal. In FIG. 3, the duobinary signal D5 is represented by three values of “0”, “2”, and “1”. FIG. 3 also shows the signal amplitude of the duobinary signal D5 at each timing. According to this embodiment, the code conversion circuit 18 controls the duobinary signal D5 so that the voltage between “0” and “2” (peak-to-peak voltage) is twice the half-wavelength voltage (Vπ). The output duobinary signal D1 is preferably amplified by the driver amplifier 30. Therefore, in FIG. 3, “0” indicates a state in which the signal amplitude of the signal D5 is a half-wave voltage (−Vπ) in the negative (−) direction, and “2” indicates that the signal amplitude of the signal D5 is positive (+). ) Direction indicates a state where the voltage is a half-wave voltage (+ Vπ), and “0” indicates a state where the signal amplitude is 0. Note that “0” of the data signal D input to the data signal processing unit 112 corresponds to “0” and “2” of the duobinary signal D5, and “1” of the data signal D corresponds to “0” of the duobinary signal D5. Corresponds to "1".
[0044]
In FIG. 1, the optical system of the optical transmission device 110 includes the semiconductor laser 16 and the MZ optical modulator 114. In the MZ optical modulator 114 of this embodiment, a single duobinary signal D5 is input to the signal electrode 160 from the electric system. Then, the MZ optical modulator 114 uses the single duobinary signal D5 as a modulation signal, modulates the optical intensity of the optical carrier input from the semiconductor laser 16, and outputs the optical signal P.
[0045]
Here, in the timing chart of FIG. 3, the state of the light intensity at each timing of the optical signal P is shown in binary. That is, in the timing chart of FIG. 3, for the optical signal P, a state where the light intensity is minimum is indicated by “0”, and a state where the light intensity is maximum is indicated by “1”. Also, in the figure, the signal amplitude and phase of the optical signal P at each timing are also shown. Regarding the phase of the optical signal P, the state where the phase is indefinite is indicated by "-".
[0046]
The operation of the MZ optical modulator 114 according to this embodiment will be specifically described with reference to FIGS. FIG. 4A is a diagram for explaining the phase of light passing through each of the first and second branch optical waveguides 54 a and 54 b of the MZ optical modulator 114. FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the voltage of the duobinary signal D5 and the light intensity of the optical signal P when the voltage is applied to the MZ optical modulator 114. FIG. 4B is a graph in which the horizontal axis represents the applied voltage and the vertical axis represents the light intensity of the optical signal P, as in FIG.
[0047]
In FIG. 4A, a first unit vector 401a representing the phase of light passing through the first branch optical waveguide 54a is represented by a linear vector, and the first unit vector 401a representing the phase of light passing through the second branch optical waveguide 54b. The two-unit vector 401b is represented by a dotted vector. The relationship between these vectors will be described later. When the first and second unit vectors 401a and 401b change, the trajectory becomes a circle 403 having a radius equal to the length of the unit vectors 401a and 401b.
[0048]
In this embodiment, when a voltage is applied to the signal electrode 160 of the MZ optical modulator 114 having the configuration shown in FIGS. 2A and 2B, the first and second branch optical waveguides (arm waveguides) Electric fields in directions opposite to each other are formed by the signal electrode 160 on each of the 54a and 54b. In FIG. 2B, the electric field formed by the signal electrode 160 is shown by a curve connecting each of the electrodes 160, 158a, and 158b.
[0049]
Then, as shown in FIG. 1, the optical transmission device 110 is provided with a bias application circuit 36 for adjusting a bias voltage at the signal electrode 160 of the MZ type optical modulator 114. In this embodiment, the bias applying circuit 36 adjusts the bias voltage so that the light intensity of the optical signal P becomes minimum with respect to the median value “1” of the modulation signal D5. That is, when the modulation signal D5 is not input to the MZ-type optical modulator 114, the signal electrode 160 has the light passing through one arm waveguide (first branch optical waveguide) 54a and the other arm waveguide (second A bias voltage is applied so that the phase difference of light passing through the two-branch optical waveguide 54b becomes π. At this time, in FIG. 4A, the first unit vector 401a and the second unit vector 401b are vectors in the opposite directions from the center of the circle 403 toward the circumference.
[0050]
The light intensity of the light signal P is represented by the magnitude of the combined vector of the first and second unit vectors 401a and 401b. Therefore, when the modulation signal D5 has the median value “1”, the light intensity of the optical signal P has the minimum value. The light intensity at this time is a value indicated by point O in FIG. Therefore, in the timing chart of FIG. 3, when the modulation signal D5 has the median value "1", the value of the optical signal P corresponding to the value of the modulation signal D5 is "0", and the phase indicates "undefined". − ”.
[0051]
2B, the direction of the electric field formed in the first branch optical waveguide (arm waveguide) 54a when the modulation signal D5 is applied to the signal electrode 160 is indicated by a straight arrow a'1. And a dotted arrow b′1. Similarly, a straight arrow a′2 and a dotted arrow b′2 in FIG. 2B are formed on the second branch optical waveguide (arm waveguide) 54b when the modulation signal D5 is applied to the signal electrode 160. The direction of the applied electric field is shown.
[0052]
Here, as described above, the modulation signal D5 is an AC signal. A straight arrow a′1 and a straight arrow a′2 shown in FIG. 2B indicate that the value of the modulation signal D5 in the timing chart shown in FIG. 3 is “2”, that is, a positive (+) AC signal is a signal. When applied to the electrode 160, the directions of the electric fields formed in the first and second branch optical waveguides (arm waveguides) 54a and 54b are shown. In this case, as shown in FIG. 2B, the straight arrow a′1 is in the same direction as the z-axis direction of the substrate 50, and the straight arrow a′2 is in the opposite direction to the z-axis direction of the substrate 50.
[0053]
As described above, the peak-to-peak voltage of the modulation signal D5 is twice the half-wavelength voltage Vπ. Here, in the timing chart of FIG. 3, when the value of the modulation signal D5 changes from “1” to “2”, a half-wave voltage + Vπ in the positive (+) direction is applied to the signal electrode 160, To the second branch optical waveguides (arm waveguides) 54a and 54b, a half (ie, + Vπ / 2) of the half-wave voltage + Vπ in the positive (+) direction is applied.
[0054]
When the modulation signal D5 has a value of “1”, as described above, in FIG. 4A, the first unit vector 401a and the second unit vector 401b go from the center of the circle 403 to the circumference. , And vectors in directions opposite to each other. Then, when the modulation signal D5 changes from “1” to “2”, the phase of the first unit vector 401a becomes − (π / π) as indicated by the clockwise solid arrow 405a in FIG. Only 2) changes. At this time, the phase of the second unit vector 401b changes by π / 2, as indicated by the dotted arrow 405b in the counterclockwise direction in FIG. As a result, as shown in FIG. 4A, the phase of the combined vector of the first and second unit vectors 401a and 401b becomes "0", and the magnitude thereof becomes the maximum.
[0055]
Therefore, when the value of the modulation signal D5 is “2”, the light intensity of the optical signal P has the maximum value indicated by the point M in FIG. 4B. At this time, in the timing chart of FIG. 3, the light intensity of the optical signal P is “1”, and the phase of the optical signal P is “0”.
[0056]
Next, when the value of the modulation signal D5 is “0”, that is, when a negative (−) AC signal is applied to the signal electrode 160, in FIG. 2B, the first and second branch optical waveguides ( The directions of the electric fields applied to the arm waveguides 54a and 54b are indicated by dotted arrows b'1 and b'2, respectively. In this case, as shown in FIG. 2B, the dotted arrow b′1 is in the opposite direction to the z-axis direction of the substrate 50, and the dotted arrow b′2 is in the same direction as the z-axis direction of the substrate 50.
[0057]
Considering the same manner as in the case where the AC signal D5 is in the positive (+) direction, when the value of the modulation signal D5 changes from “1” to “0” in the timing chart of FIG. A half (-Vπ / 2) of the half-wave voltage -Vπ in the negative (-) direction is applied to each of the branch optical waveguides 54a and 54b.
[0058]
In FIG. 4A, when the modulation signal D5 is “1”, the value of the modulation signal D5 changes from “1” to “0” in the phase of the first unit vector 401a in the state described above. At this time, as indicated by a two-dot chain line arrow 407a in the counterclockwise direction, the angle changes by π / 2. At this time, when the modulation signal D5 is "1", the phase of the second unit vector 401b in the state described above is represented by the clockwise dashed-dotted arrow 407b in FIG. 4A. , And changes by-(π / 2). At this time, as shown in FIG. 4A, the phase of the composite vector of the first and second unit vectors 401a and 401b is "π", and the magnitude thereof is the maximum.
[0059]
Therefore, when the value of the modulation signal D5 is “0”, the light intensity of the optical signal P has the maximum value indicated by the point N in FIG. 4B. At this time, in the timing chart of FIG. 3, the light intensity of the optical signal P is “1”, and the phase of the optical signal P is “π”.
[0060]
As described above, according to this embodiment, the MZ type optical intensity modulator 114 performs optical intensity modulation of an optical carrier using a single duobinary signal D5 as a modulation signal. According to this light intensity modulation, the light intensity of the optical signal P with respect to the central value “1” of the modulation signal D5 is minimized by the operation of the MZ optical modulator 114, and the other two values of the binary signal of the modulation signal D5 are used. The light intensities are the same for each, and the phases are inverted.
[0061]
Therefore, as compared with a conventional optical transmission device using a dual-drive type MZ type optical intensity modulator, the optical transmission device 110 and the optical intensity modulation method according to the present embodiment use the conventional drive signal of the optical modulator. Therefore, a circuit for performing each control is unnecessary, and as a result, a reduction in the number of parts and simplification of control items can be expected to reduce the manufacturing cost of the apparatus.
[0062]
Further, according to this embodiment, in the optical transmission device 110, it is possible to obtain a light intensity modulated optical signal P in which the carrier frequency is suppressed and the signal band is narrowed. This light intensity modulated optical signal P has an opposite phase relationship with the binary data signal D. Therefore, when receiving the light intensity modulated optical signal P, there is no need to perform complicated decoding, and demodulation can be performed by a generally used IM-DD receiver.
[0063]
Further, by limiting the signal band of the modulation signal D5 in the low-pass filter 32, the transmission characteristics of the optical signal P output from the optical transmission device 110 are improved with respect to chromatic dispersion in an optical fiber or the like. . According to this embodiment, it is preferable to use the low-pass filter 32 having a cutoff frequency of about 20 GHz for a signal of 40 Gbps.
[0064]
By the way, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is configured using specific materials and under specific conditions has been described. However, the present invention can be subjected to many changes and modifications. For example, in the above-described embodiment, an example has been described in which the precoder 20 of the optical transmission device 110 is configured using the EXOR 26. However, in the present invention, an EXNOR can be used instead of the EXOR 26. Further, in the above-described embodiment, as the substrate 50 constituting the MZ type optical modulator 114, the X-cut LiNbO ₃ Not limited to the substrate, a desired crystal having an electro-optical effect can be used.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical transmission device and the optical intensity modulation method of the present invention, using a single duobinary signal as a modulation signal, the optical intensity of the optical signal with respect to the median of the modulation signal is minimized, In addition, the optical intensity of the optical signal is made the same for each of the other two values of the modulation signal, and the phases are inverted with each other to perform the optical intensity modulation of the optical carrier. Therefore, not only is the control performed by the conventional optical transmission apparatus to match the phase, amplitude, waveform, and the like of the two-branched modulated signal, but also a circuit for the control is not required. In the transmission device and the light intensity modulation method, an effect of reducing the manufacturing cost of the device can be expected by reducing the number of components and simplifying the control items.
[0066]
In addition, when receiving the light intensity modulated optical signal output from the optical transmission device by the light intensity modulation method of the present invention, there is no need to perform complicated decoding, and therefore, a commonly used IM-DD system is used. Demodulation can be performed by the receiver.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for describing a configuration of an optical transmission device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a top view and FIG. 2B is a cross-sectional view of the MZ type optical modulator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a timing chart for describing an optical transmission device and an optical intensity modulation method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a diagram for explaining a phase of light passing through two arm waveguides of the MZ optical modulator according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a diagram illustrating the present invention; FIG. 10 is a diagram showing a relationship between the light intensity of the output signal of the MZ type optical modulator and the voltage applied to the signal electrode in the embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a conventional optical transmission device.
FIG. 6A is a top view and FIG. 6B is a cross-sectional view of a conventional MZ type optical modulator.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between the light intensity of an output signal of a conventional MZ type optical modulator and a voltage applied to a signal electrode.
[Explanation of symbols]
10, 110: Duobinary optical transmission device
12, 112: data signal processing unit
14, 114: MZ type optical modulator
16: Semiconductor laser
18: Code conversion circuit
20: Precoder
22: 3-bit circuit
24: 1 bit delay
26: Exclusive OR circuit
28: Adder
30: Driver amplifier
32: Low-pass filter
34: Amplitude adjustment circuit
36: Bias application circuit
38: Phase shifter
40: Inverting circuit
50: electro-optically anisotropic substrate
52: Input side optical waveguide
54a: 1st branch optical waveguide
54b: 2nd branch optical waveguide
56: Output side optical waveguide
58a, 58b, 58c: ground electrode
60a: first signal electrode
60b: second signal electrode
62: Crystal axis direction
158a: first ground electrode
158b: second ground electrode
160: signal electrode
170: Modulation signal input point
401a: first unit vector
401b: second unit vector
403: locus of the first and second unit vectors

Claims

A data signal processing unit that converts the input binary data signal into a ternary duobinary signal and outputs the converted signal;
Using a single duobinary signal as a modulation signal, an optical intensity modulator that performs optical intensity modulation of an optical carrier and outputs the resultant as an optical signal,
For the median of the three values of the modulation signal, the light intensity of the optical signal with respect to the median is minimized, and for each of the other two values of the modulation signal, A duobinary optical transmission device, comprising: an optical intensity modulator for making the optical intensity of the optical signal the same for each of the optical signals and for inverting the phase with each other.

2. The duobinary optical transmission device according to claim 1, wherein the optical intensity modulator is configured using a Mach-Zehnder interferometer type (MZ type) optical modulator,
The MZ type optical modulator comprises:
Two arm waveguides into which the optical carrier is input;
When a voltage is applied, an electric field is applied to each of the arm waveguides in opposite directions, and the phase difference between light passing through one of the arm waveguides and light passing through the other of the arm waveguides. A bias voltage is applied in advance so as to be π, and the modulation signal such that the peak-to-peak voltage is twice the half-wavelength voltage is input to one of the two arm waveguides arranged between the two arm waveguides. A duo-binary optical transmission device comprising a signal electrode.

3. The duobinary optical transmission device according to claim 1, wherein the data signal processing section outputs the duobinary signal whose band is limited.

The data signal processing unit converts a binary data signal into a ternary duobinary signal and outputs the ternary duobinary signal, and inputs the single duobinary signal as a modulation signal to a light intensity modulator, Performs optical intensity modulation of the optical carrier input to and outputs it as an optical signal,
The light intensity modulation is
While the light intensity of the optical signal with respect to the median of the three values of the modulation signal is minimized, the light intensity of the optical signal with respect to each of the other two values of the modulation signal is made the same, and at the same time, A light intensity modulation method, which is performed by inverting the light intensity.

The light intensity modulation method according to claim 4,
The light intensity modulator is a Mach-Zehnder interferometer (MZ) light modulator having two arm waveguides to which the optical carrier is input;
One signal electrode for forming electric fields in opposite directions in each of the arm waveguides is arranged between the two arm waveguides,
In the state where a bias voltage has been applied to the signal electrode in advance so that the phase difference between light passing through one of the arm waveguides and light passing through the other of the arm waveguides is π,
The light intensity modulation method, wherein the light intensity modulation is performed by inputting the modulation signal whose peak-to-peak voltage is twice the half-wavelength voltage.

The light intensity modulation method according to claim 4 or 5,
A light intensity modulation method, wherein the data signal processing unit performs band limitation on the converted duobinary signal.