JP2008092172A - 光送信機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】DQPSK信号源から信号Data1とData2が出力される。出力された信号は、差動出力の変調器ドライバ1、2に入力される。ドライバ1、2から駆動信号が変調器に印加されて、変調光が出力される。光カプラ20は、変調器出力を分岐し、パワーモニタ21が分岐された光のパワーを検出する。検出結果は、振幅制御部22に送られる。振幅制御部22は、パワーモニタ21の検出結果が最大になるように、ドライバ1、2の振幅を調整する。
【選択図】図1
Description
図28の(1)のバイアス制御装置においては、レーザダイオード10から発せられた光は、マッハツェンダ(MZ)型変調器11に入力され、強度変調されて、光カプラ12に入力される。光カプラ12では、光の一部が分岐され、フォトダイオード13によって受光される。フォトダイオード13で光信号は、電気信号に変換され、電気アンプ14を通って、位相比較部15に入力される。同期検波部15には、低周波f0の発振器から発振波が入力され、この発振器からの発振波を用いて電気アンプ14からの信号の同期検波がなされる。同期検波部15からバイアス供給回路16に同期検波結果が入力され、バイアス供給回路16は、同期検波結果に従ったバイアス制御を行う。発振器18から発振された低周波f0は、変調器ドライバ17に、電気信号入力Qとともに入力され、入力信号Qに低周波f0が重畳された駆動信号が生成され、MZ型変調器11に駆動信号として印加される。
雑誌FUJITSU.54,4,p.314−322(07,2003)
図30(a)が駆動振幅Vπの場合であり、図30(b)が駆動振幅2×Vπの場合である。各種変調方式に含まれるVπと2×Vπ駆動部分の構成は変わらず、どちらの変調方式であっても、電気信号駆動系のばらつき、また、経時劣化や温度変動により、この最適駆動振幅からのずれ(駆動振幅が大、小)が発生した場合には、光信号の伝送品質に劣化が生じる。このため、その電気信号駆動振幅の最適点からのずれをモニタし、電気駆動信号振幅を制御する構成が必須になる。
強度に関する情報に基づいて、該光変調器に与える駆動信号の振幅を調整する振幅調整手段とを備えることを特徴とする。
ここでは、Mach-Zehnder型変調器を用いた送信器の例としてDQPSK変調方式を用いた送信器で説明を行うが、本発明は、本変調方式だけでなくNRZやRZ変調方式に加え、CSRZ変調方式や光デュオバイナリ変調方式、また、DPSK変調方式を含む位相変調方式など、他変調方式にも適用可能である。DQPSK信号源から出力されるData1とData2の信号は、ドライバ1とドライバ2で増幅され、変調器を駆動する。ドライバ1と2は、差動動作を行うように構成されている。ここで、変調器の位相をπ変化させることのできる電圧をVπとする。CW(Continuous Wave) sourceから出力された光信号は変調器で変調され、送信器の出力部にある光カプラ20に到達する。その光カプラ20で分岐された送信器出力の平均光パワーをパワーモニタ21でモニタし、そのモニタ結果を元に振幅制御部22で送信器出力の光パワーが最大となるようにドライバ1と2の出力を制御する。その結果、送信器出力パワーが最大となるようにドライバ1と2の駆動振幅を制御するので、その駆動振幅はVπ近傍に近づく。
図21(a)は、シミュレーションで想定した装置の構成であり、図17あるいは、図18と同じ構成には同じ参照符号を付してある。
第11の実施形態では、光送信器出力の光パワーをモニタして、その情報からオフセット量を可変する方法がとられる。そのために、PD13からの出力がオフセット量可変部40に入力され、振幅制御部35に与える信号に、オフセット量調整用の信号を含めている。この構成では、オフセット量を光パワー値より決定する構成を示したが、あらかじめ固定のオフセット量を付加する方法もある。図22(b)及び図22(c)に示されるように、f0成分が最小になる点及び、同期検波特性が0となる点の駆動振幅ずれは、Vπの値よりもオフセットαだけ異なる値となる。このオフセット量可変部40の機能は、制御部の中で実施することも可能である。
・パイロット信号として同じ周波数の低周波信号を用い、時分割制御を行う
・パイロット信号として異なる波長の複数の低周波信号を用いて、同時制御を行う
・パイロット信号として異なる波長の複数の低周波信号を用いながら、時分割制御と同時制御を組み合わせて行う。
LN変調器ではDCドリフトや温度ドリフトにより動作点のバイアスずれが発生するため、それを補償するようにバイアス電圧を常に最適値に設定する必要がある。
本発明の第13実施形態である、駆動信号振幅制御とLN変調器DCバイアス制御の両方を行う構成図を図24に示す。図24において、図23と同様の構成には、同じ参照符号を付して説明を省略する。駆動信号振幅制御とDCバイアス制御において、制御にパイロット信号f0を用いモニタ信号のf0成分を検出し、その成分が0(ゼロ)近辺になるように制御を実施するという原理は等しいため、制御部の機能も等しくなる。このときの制御対象は、DQPSK変調部で駆動信号振幅制御2箇所とLN変調器DCバイアス制御2箇所、RZ変調部で駆動信号振幅制御1箇所とLN変調器DCバイアス制御1箇所の合計6箇所になる。図示した6箇所に対して一つの周波数を用いて時分割制御する方法の他にも、異なる波長の複数の低周波信号を用いてそれぞれ同時に、または、時分割制御と組み合わせて実施することも可能である。
異なる波長の複数の低周波信号を用いる場合の低周波信号重畳の構成例を図26に示し、その重畳信号をモニタするモニタ部の構成例を図27に示す。異なる波長の信号を重畳する場合に複数の接続線を図26の18aに示すように各接続をスイッチで切替えてもよいし、図26の18bに示すように低周波発生器から接続してもよいし、図26の18cに示すように周波数可変発生器を適用してもよい。また、これら機能を制御部内で構成し実施してもよい。周波数可変発生器は、たとえば、VCOなどである。重畳された異なる波長の信号をバンドパスフィルタを用いてモニタする場合には、それぞれのバンドパスフィルタが接続された複数の接続線を、図27の37−1に示すように、スイッチで切替えてもよいし、図27の37−2に示すように複数のフィルタに接続してもよいし、図27の37−3に示すように中心周波数可変フィルタを適用してもよい。中心周波数可変フィルタは、たとえば、MEMSテクノロジを用いて製造することが出来る。
光変調器に与える駆動信号の振幅を制御する構成を有する光送信機であって、
該光変調器の出力光信号を検出し、光信号の強度に関する情報を取得する光検出手段と、
該光信号の強度に関する情報に基づいて、該光変調器に与える駆動信号の振幅を調整する振幅調整手段と、
を備えることを特徴とする光送信機。
更に、
前記光変調器へのバイアス電圧を制御するバイアス制御手段
を備えることを特徴とする付記1に記載の光送信機。
前記光信号の強度に関する情報は、光信号の平均強度であり、
前記振幅調整手段は、該平均強度を最大とするように、前記光変調器に与える駆動信号の振幅を調整することを特徴とする付記1に記載の光送信機。
更に、
前記光変調器に、主信号の駆動信号による変調のほかに、低周波信号による光強度の変調を与える低周波変調手段を備え、
前記振幅調整手段は、該低周波信号成分に対応する光信号の成分を抽出した結果に基づいて該光変調器に与える駆動信号の振幅を調整することを特徴とする付記1に記載の光送信機。
前記振幅調整手段は、前記低周波信号と同じ周波数の光信号の成分が0(ゼロ)に近づけるように、前記光変調器に与える駆動信号の振幅を調整することを特徴とする付記4に記載の光送信機。
前記振幅調整手段は、前記低周波信号の2倍の周波数の光信号の成分が最大に近づけるように、前記光変調器に与える駆動信号の振幅を調整することを特徴とする付記4に記載の光送信機。
前記低周波信号成分に対応する光信号の成分の抽出には、低周波信号の発振源からの信号を用いた同期検波が用いられることを特徴とする付記4に記載の光送信機。
前記低周波変調手段は、前記光変調器のバイアス電圧を変化させることにより、光強度の変調を行うことを特徴とする付記4に記載の光送信機。
前記低周波変調手段は、前記光変調器の駆動信号に低周波信号を重畳させることにより、光強度の変調を行うことを特徴とする付記4に記載の光送信機。
前記低周波変調手段は、1つ以上の周波数の低周波信号を時分割多重して、光信号を変調することを特徴とする付記4に記載の光送信機。
前記低周波変調手段は、複数の周波数の低周波信号を重畳して、光信号を変調することを特徴とする付記4に記載の光送信機。
各周波数の低周波信号は、それぞれ、前記光送信機の異なる部分の調整に使用されることを特徴とする付記10または11に記載の光送信機。
複数の光変調器を備え、
各光変調器に共通に、前記振幅調整手段を1つ設けることを特徴とする付記1に記載の光送信機。
前記振幅調整手段は、制御部入力段、または、制御部内部の機能としてモニタ信号にオフセットを与え、前記光送信機を含む光通信システムの全体的な性能の最適化を図ることを特徴とする付記1に記載の光送信機。
前記光変調器は、マッハツェンダ型光変調器であることを特徴とする付記1に記載の光送信機。
光変調器に与える駆動信号の振幅を制御する構成を有する光送信機の制御方法であって、
該光変調器の出力光信号を検出し、光信号の強度に関する情報を取得し、
該光信号の強度に関する情報に基づいて、該光変調器に与える駆動信号の振幅を調整する、
ことを特徴とする制御方法。
11 (デュアル)MZ型光変調器
12、20 光カプラ
13 フォトダイオード
14 電気アンプ
15 同期検波部
16 バイアス供給回路
17、17−1、17−2 ドライバ
18、18a〜18c (低周波)発振器
20、20−1、20−2、21 パワーモニタ
22 振幅制御部
23、23−1、23−2 ローパスフィルタ
25 減衰量制御部
26 出力制御部
28 切替スイッチ
29 バイアス電圧制御確認部
30−1〜20−n 光送信器
35 振幅制御部
36、37、37a、37−1〜37−3 バンドパスフィルタ
50 バイアス制御部
Claims (10)
- 光変調器に与える駆動信号の振幅を制御する構成を有する光送信機であって、
該光変調器の出力光信号を検出し、光信号の強度に関する情報を取得する光検出手段と、
該光信号の強度に関する情報に基づいて、該光変調器に与える駆動信号の振幅を調整する振幅調整手段と、
を備えることを特徴とする光送信機。 - 更に、
前記光変調器へのバイアス電圧を制御するバイアス制御手段
を備えることを特徴とする請求項1に記載の光送信機。 - 前記光信号の強度に関する情報は、光信号の平均強度であり、
前記振幅調整手段は、該平均強度を最大とするように、前記光変調器に与える駆動信号の振幅を調整することを特徴とする請求項1に記載の光送信機。 - 更に、
前記光変調器に、主信号の駆動信号による変調のほかに、低周波信号による光強度の変調を与える低周波変調手段を備え、
前記振幅調整手段は、該低周波信号成分に対応する光信号の成分を抽出した結果に基づいて該光変調器に与える駆動信号の振幅を調整することを特徴とする請求項1に記載の光送信機。 - 前記振幅調整手段は、前記低周波信号と同じ周波数の光信号の成分が0(ゼロ)に近づくように、前記光変調器に与える駆動信号の振幅を調整することを特徴とする請求項4に記載の光送信機。
- 前記振幅調整手段は、前記低周波信号の2倍の周波数の光信号の成分が最大に近づくように、前記光変調器に与える駆動信号の振幅を調整することを特徴とする請求項4に記載の光送信機。
- 前記低周波信号成分に対応する光信号の成分の抽出には、低周波信号の発振源からの信号を用いた同期検波が用いられることを特徴とする請求項4に記載の光送信機。
- 前記低周波変調手段は、1つ以上の周波数の低周波信号を時分割多重して、光信号を変調することを特徴とする請求項4に記載の光送信機。
- 前記低周波変調手段は、複数の周波数の低周波信号を重畳して、光信号を変調することを特徴とする請求項4に記載の光送信機。
- 光変調器に与える駆動信号の振幅を制御する構成を有する光送信機の制御方法であって、
該光変調器の出力光信号を検出し、光信号の強度に関する情報を取得し、
該光信号の強度に関する情報に基づいて、該光変調器に与える駆動信号の振幅を調整する、
ことを特徴とする制御方法。
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