JP2009171363A - Optical dqpsk receiver and phase control method thereof - Google Patents

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Kuninori Hattori
邦典 服部
Yusuke Nasu
悠介 那須
Toshikazu Hashimoto
俊和 橋本
Yohei Sakamaki
陽平 坂巻
Eiji Yoshida
英二 吉田
Hiroto Kawakami
広人 川上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical DQPSK receiver further inexpensive and reduced in size and in power consumption, the receiver performing phase control upon an optical DQPSK signal using a Costas loop, and a phase control method thereof. <P>SOLUTION: Photodetectors 31, 32 are disposed in outputs of an optical interferometer 27 for I-phase signal demodulation and an optical interferometer 28 for Q-phase signal demodulation. An electric signal outputs of the photodetectors 31, 32 is partially extracted and connected to limiting amplifiers 33, 34 and low-pass filters (LPFs) 35, 36. LPFs 37, 38 are connected to outputs of the limiting amplifiers 33, 34. An output of the LPF 35 and an output of the LPF 38 are input to a multiplier 39, and an output of the LPF 36 and an output of the LPF 37 are input to a multiplier 40. Outputs of the multipliers 39, 40 are input through averaging circuits 41, 42 to arithmetic circuits 43, 44, inversion processing 45 is applied thereto along a one-side route, and results thereof are connected to inputs of driving circuits 46, 47 for controlling phase adjusters. The driving circuits 46, 47 perform feedback control upon phase adjusters 29, 30, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光DQPSK受信器及びその位相制御方法に関し、より詳細には、コスタスループによる位相制御を行う光DQPSK受信器及びその位相制御方法に関する。   The present invention relates to an optical DQPSK receiver and a phase control method thereof, and more particularly to an optical DQPSK receiver that performs phase control by a Costas loop and a phase control method thereof.

情報通信網はこれまでの電話回線網から脱却し、インターネット網における利便性や経済性と電話網における信頼性や安定性という両者の良い面を併せ持つ光によるフルIPのネットワーク(NGN:Next Generation Network)に向かっている。NGNにおける情報通信技術を語るとき情報のディジタル化やネットワークのIP化、ユビキタス化、ブロードバンド化が鍵となる。光通信のブロードバンド化は波長多重により飛躍的に進展してきたが、最近では時間軸上に情報を多重する時分割多重のビットレート向上が著しい。これまでの波長多重通信ではNRZ(Nonreturn-To-Zero)またはRZ(Retusn-To-Zero)フォーマットを用いた2値振幅シフトキーイング(OOF:On-Off Keying)が主流であった。   The information and communication network has moved away from the conventional telephone network, and is a full IP network (NGN: Next Generation Network) that combines the convenience and economy of the Internet network and the reliability and stability of the telephone network. ) When talking about information communication technology in NGN, digitalization of information, network IP, ubiquitous, and broadband are the keys. The broadbandization of optical communication has progressed dramatically by wavelength multiplexing, but recently the bit rate of time division multiplexing for multiplexing information on the time axis has been remarkable. In conventional wavelength division multiplexing, binary amplitude shift keying (OOF) using the NRZ (Nonreturn-To-Zero) or RZ (Retusn-To-Zero) format has been the mainstream.

近年、デュオバイナリ方式、CSRZ(Carrier-Suppressed Return-To Zero)、光DPSK(Differential Phase Shift Keying)などの変復調技術が光通信に適応され始めている。特に、光DPSKをRZで強度変調を施すRZ-DPSKは、従来のOOFに比べ伝送用光ファイバ内で発生する非線形光学効果による信号品質劣化に対する劣化耐力に優れ、差動受信によりS/N改善効果も得られる変復調技術である。   In recent years, modulation / demodulation techniques such as duobinary, CSRZ (Carrier-Suppressed Return-To Zero), and optical DPSK (Differential Phase Shift Keying) have begun to be applied to optical communications. In particular, RZ-DPSK, which modulates the intensity of optical DPSK with RZ, is superior to conventional OOF in terms of deterioration resistance against signal quality degradation due to nonlinear optical effects generated in the transmission optical fiber, and improved S / N by differential reception. This is a modulation / demodulation technique that can also be effective.

さらに最近、ビットレート向上に有利なDQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)変復調フォーマットが検討され始め、将来の光通信における有力候補と目されている。これはDPSK符号が0または1のディジタル電気信号を0またはπの光の位相変化に割り当てる二値符号であるのに対し、DQPSK符号が4つの位相変化(0、π/2、π、3π/2)にディジタル電気信号の(0、0)、(0、1)、(1、0)、(1、1)を割り当てる4値符号であるというものである。従って、同じシンボルレートを用いた場合、DQPSKはDPSKに比べ2倍の情報量を割り当てることができスペクトル効率が2倍となることから、電気デバイスの速度に対する要求、光ファイバの分散の調整、偏波モード分散が緩和される。   Recently, DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying) modulation / demodulation format, which is advantageous for improving the bit rate, has begun to be studied, and is expected to be a promising candidate for future optical communications. This is a binary code that assigns a digital electrical signal with a DPSK code of 0 or 1 to a phase change of light of 0 or π, whereas a DQPSK code has four phase changes (0, π / 2, π, 3π / It is a quaternary code that assigns (0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1) of the digital electric signal to 2). Therefore, when the same symbol rate is used, DQPSK can allocate twice as much information as DPSK, and the spectral efficiency is doubled. Therefore, the demand for the speed of the electrical device, the adjustment of the dispersion of the optical fiber, Wave mode dispersion is relaxed.

典型的な光DQPSK受信器(非特許文献1)では、I相およびQ相の信号を復調するための2個のマッハツェンダ干渉計から構成される。各マッハツェンダ干渉計は伝送システムにおけるシンボル時間に相当する光遅延要素τを有し、また、干渉計のアームで設けられる光信号に対する位相差がI相では+π/4、Q相では−π/4に設定される。各干渉計の2つの光出力ポートは光信号を電気信号に変換するフォトダイオードを2個備える光検出器に接続される。   A typical optical DQPSK receiver (Non-Patent Document 1) includes two Mach-Zehnder interferometers for demodulating I-phase and Q-phase signals. Each Mach-Zehnder interferometer has an optical delay element τ corresponding to the symbol time in the transmission system, and the phase difference with respect to the optical signal provided by the arm of the interferometer is + π / 4 for the I phase and −π / for the Q phase. 4 is set. The two optical output ports of each interferometer are connected to a photodetector comprising two photodiodes that convert the optical signal into an electrical signal.

ここで、光DQPSK受信器において、干渉計のアーム間の位相差は正確に+π/4、−π/4に設定されることが重要である。干渉計における位相誤差は信号品質Q値を著しく劣化させる。そこで、正確な位相差を得るために、通常、フィードバックにより位相が制御される。   Here, in the optical DQPSK receiver, it is important that the phase difference between the arms of the interferometer is accurately set to + π / 4 and −π / 4. The phase error in the interferometer significantly degrades the signal quality Q value. Therefore, in order to obtain an accurate phase difference, the phase is usually controlled by feedback.

DQPSK信号の復調における位相制御は無線通信システムにおいて数々の検討がなされている。無線通信システムにおける代表的な位相制御法としてコスタスループが挙げられる(非特許文献2)。図1にコスタスループの基本的な構成を示す。I相の位相を制御する場合、I相の主信号の出力の一部を取り出し(A)、I相と直交の関係にあるQ相の信号成分(B)と乗算することによって信号の位相関係の相関をとる。乗算する相手となるQ相の信号成分(B)はいわば参照信号として使われるものであり、この場合発信器の出力位相を90°ずらして主信号と掛け合わせることでこの参照信号を得ている。相関の結果(C)はI相に含まれるQ相成分の大きさと位相方向(位相が進んでいるか遅れているか)の情報を含んでおり、理想的に位相が補償されI相信号中に余分なQ相成分がなくなった場合、相関の結果(C)はゼロとなる。制御ループは相関結果がゼロになるよう相関結果を制御対象(この場合は発信器)の位相(すなわち周波数)にフィードバック制御することになる。   Numerous studies have been made on phase control in demodulation of DQPSK signals in wireless communication systems. A Costas loop is mentioned as a typical phase control method in a wireless communication system (Non-Patent Document 2). FIG. 1 shows a basic configuration of the Costas loop. When controlling the phase of the I phase, extract a part of the output of the main signal of the I phase (A) and multiply it by the Q phase signal component (B) that is orthogonal to the I phase. Take the correlation. The Q phase signal component (B) to be multiplied is used as a reference signal, and in this case, the reference signal is obtained by shifting the output phase of the transmitter by 90 ° and multiplying it with the main signal. . The correlation result (C) includes information on the magnitude and phase direction of the Q phase component contained in the I phase (whether the phase is advanced or delayed), and is ideally compensated for the extra phase in the I phase signal. If the Q-phase component disappears, the correlation result (C) is zero. The control loop feedback-controls the correlation result to the phase (that is, frequency) of the controlled object (in this case, the transmitter) so that the correlation result becomes zero.

同様なコスタスループが光DQPSKにおいて報告されている(非特許文献2)。図2(非特許文献3)にその構成を示す。本構成はI相主信号(またはQ相主信号)の一部を取り出し(sAまたはsB)、直交する参照信号(dAまたはdB)と掛け合わせ(乗算器1および乗算器2)、その結果を制御対象(この場合は干渉計の位相)にフィードバック制御するものである。原理的にはI相とQ相の相関をとってフィードバックするというコスタスループという点で無線信号の場合と類似の構成と考えられるが、光信号における構成では参照信号を得るために識別回路16および17の結果を用いている。これは参照信号の生成に、無線信号ではPLLにより周波数制御を施した発信器が容易に実現できるのに対し、光信号では周波数がTHzと高いためPLLと発信器の組み合わせが現実的な手段ではないことに起因する。 A similar Costas loop has been reported in optical DQPSK (Non-patent Document 2). FIG. 2 (Non-Patent Document 3) shows the configuration. This arrangement takes the part of the I-phase main signal (or Q-phase main signal) (s A or s B), the reference signal orthogonal (d A or d B) and multiplied (multiplier 1 and the multiplier 2) The result is feedback-controlled to the controlled object (in this case, the phase of the interferometer). In principle, it is considered that the configuration is similar to that in the case of a wireless signal in terms of a Costas loop in which I-phase and Q-phase are correlated and fed back. However, in the configuration of an optical signal, the identification circuit 16 and 17 results are used. This is because the generation of the reference signal can be easily realized with a transmitter that performs frequency control with a PLL for a radio signal, whereas the optical signal has a high frequency of THz, so the combination of a PLL and a transmitter is not a practical means. Due to not.

このように、光信号を電気信号に変換し、シンボルレートの領域でコスタスループを行うことにより、dither-peak-detection法で問題となる位相変動によるQ値劣化を本質的に回避することができる。   In this way, by converting optical signals to electrical signals and performing Costas loops in the symbol rate region, it is possible to essentially avoid Q value degradation due to phase fluctuations, which is a problem in the dither-peak-detection method. .

R. A. Griffin and A. C. Carter, “Optical Differential Quadrature Phase-Shift Key (oDQPSK) for High Capacity Optical Transmission”, OFC2002, 2002年, pp367-368,.R. A. Griffin and A. C. Carter, “Optical Differential Quadrature Phase-Shift Key (oDQPSK) for High Capacity Optical Transmission”, OFC2002, 2002, pp367-368 ,. 杉浦彰彦、Bluetooth情報通信の基礎、Interface、2001年8 月、pp60-68.Akihiko Sugiura, Bluetooth Information Communication Basics, Interface, August 2001, pp60-68. Z. Tao, A. Isomura, T. Hoshida, and J.C. Rasmussen, “Dither-free, Accurate, and Robust Phase Offset Monitor and Control Method for Optical DQPSK Demodulator”, ECOC2007, 2007年, 3-5-2, pp75-76.Z. Tao, A. Isomura, T. Hoshida, and JC Rasmussen, “Dither-free, Accurate, and Robust Phase Offset Monitor and Control Method for Optical DQPSK Demodulator”, ECOC2007, 2007, 3-5-2, pp75- 76. 特願2007-221365号公報Japanese Patent Application No. 2007-221365

しかしながら、識別回路を用いて参照信号を生成する従来のコスタスループでは、主信号のシンボルレートに同期するという高速で動作する識別回路が必要となる。識別回路はDフリップフロップを単独または複数組み合わせて構成するものであり光信号の電気的再生手段として通常良く用いられるものではあるが、クロックレートが高速になるほど高価となり、サイズが大きく、かつ、消費電力が大きくなるとう課題があった。   However, a conventional Costas loop that generates a reference signal using an identification circuit requires an identification circuit that operates at high speed in synchronization with the symbol rate of the main signal. The identification circuit is composed of D flip-flops singly or in combination, and is usually used as an electrical regeneration means for optical signals. However, the higher the clock rate, the higher the cost, the size, and the consumption. There was a problem that power would increase.

光DQPSKは光DPSKに比べビットレート向上に効果を発揮する変復調方式であることから光DQPSKは高いビットレートで使われることが前提となり、自ずと主信号のシンボルレートが高くなる。従って、光DQPSK復調における位相制御の参照信号生成にシンボルレートと一致する識別回路が必要になることは、価格、サイズ、消費電力から本質的な問題となる。   Since optical DQPSK is a modulation / demodulation method that is effective in improving the bit rate compared with optical DPSK, it is assumed that optical DQPSK is used at a high bit rate, and the symbol rate of the main signal is naturally increased. Therefore, the necessity of an identification circuit that matches the symbol rate for generating a reference signal for phase control in optical DQPSK demodulation is an essential problem in terms of price, size, and power consumption.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コスタスループを用いて光DQPSK信号の位相制御を行う、より安価、小型、低消費電力である光DQPSK受信器及びその位相制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to perform optical DQPSK signal phase control using a Costas loop, which is a cheaper, smaller, and lower power consumption optical DQPSK. It is to provide a receiver and a phase control method thereof.

このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、光DQPSK受信器であって、光DQPSK信号のI相およびQ相を復調するための位相調整機構を有する第1及び第2の光干渉計と、前記第1の光干渉計から出力された光信号を電気信号に変換する第1の光検出器と、前記第2の光干渉計から出力された光信号を電気信号に変換する第2の光検出器と、前記第1の光検出器の出力から分岐された信号を入力された第1のリミッティングアンプと、前記第2の光検出器の出力から分岐された信号を入力された第2のリミッティングアンプと、前記第1の光検出器の出力から分岐された信号と前記第2のリミッティングアンプの出力とを乗算する第1の乗算器と、前記第2の光検出器の出力から分岐された信号と前記第1のリミッティングアンプの出力とを乗算する第2の乗算器と、前記第1の乗算器の出力がゼロになるように、前記第1の光干渉計の位相調整機構の駆動回路を制御する第1の演算回路と、前記第2の乗算器の出力がゼロになるように、前記第2の光干渉計の位相調整機構の駆動回路を制御する第2の演算回路とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve such an object, the first aspect of the present invention is an optical DQPSK receiver having a phase adjustment mechanism for demodulating an I phase and a Q phase of an optical DQPSK signal. 2, an optical signal output from the first optical interferometer, a first photodetector for converting the optical signal into an electrical signal, and an optical signal output from the second optical interferometer as an electrical signal. A second photodetector that converts the first photodetector, a first limiting amplifier that receives a signal branched from the output of the first photodetector, and a branch from the output of the second photodetector A second limiting amplifier that receives the signal; a first multiplier that multiplies the signal branched from the output of the first photodetector by the output of the second limiting amplifier; And a signal branched from the output of the second photodetector and the first limiting amplifier A second multiplier that multiplies the force by the force, and a first arithmetic circuit that controls the drive circuit of the phase adjustment mechanism of the first optical interferometer so that the output of the first multiplier becomes zero. And a second arithmetic circuit for controlling the drive circuit of the phase adjustment mechanism of the second optical interferometer so that the output of the second multiplier becomes zero.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光DQPSK受信器であって、前記第1及び第2リミッティングアンプの飽和出力振幅と前記第1及び第2の光検出器の出力振幅との比は、√2/2以下であることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the optical DQPSK receiver according to claim 1, wherein the saturation output amplitude of the first and second limiting amplifiers and the output amplitude of the first and second photodetectors. Is a ratio of √2 / 2 or less.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の光DQPSK受信器であって、前記第1及び第2のリミッティングアンプに替えて、第1及び第2の電子分散補償(EDC)回路とすることを特徴とする。   A third aspect of the present invention is the optical DQPSK receiver according to the first or second aspect, wherein the first and second electronic dispersion compensation (EDC) are used in place of the first and second limiting amplifiers. ) A circuit.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の光DQPSK受信器であって、前記第1及び第2の乗算器に入力される信号をそれぞれフィルタリングするローパスフィルタを備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the optical DQPSK receiver according to any one of the first to third aspects, wherein the optical DQPSK receiver includes low-pass filters that respectively filter signals input to the first and second multipliers. It is characterized by that.

請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の光DQPSK受信器であって、前記第1及び第2の光検出器は、それぞれ2つのフォトダイオードを有することを特徴とする。   A fifth aspect of the present invention is the optical DQPSK receiver according to any one of the first to fourth aspects, wherein each of the first and second photodetectors includes two photodiodes. And

請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の光DQPSK受信器であって、前記第1及び第2の演算回路のいずれか一方は、反転回路を含むことを特徴とする。   A sixth aspect of the present invention is the optical DQPSK receiver according to any one of the first to fifth aspects, wherein either one of the first and second arithmetic circuits includes an inverting circuit. And

請求項7に記載の発明は、光DQPSK受信器の位相制御方法であって、光干渉計を用いて光DQPSK信号からI相信号及びQ相信号を復調するための位相調整ステップと、光DQPSK信号から復調されたI相信号及びQ相信号をそれぞれ電気信号に変換する光検出ステップと、電気信号に変換されたI相信号の振幅を所定の範囲に制限した第1の参照信号及び電気信号に変換されたQ相信号の振幅を所定の範囲に制限した第2の参照信号を生成する参照信号生成ステップと、電気信号に変換されたI相信号と前記第2の参照信号とを乗算して第1の位相誤差量を決定し、電気信号に変換されたQ相信号と前記第1の参照信号とを乗算して第2の位相誤差量を決定する位相誤差検出ステップと、前記第1及び第2の位相誤差信号のいずれかを反転させる反転ステップとを有し、前記位相調整ステップは、前記第1の位相誤差量に基づいてI相信号の位相調整を行い、前記第2の位相誤差量に基づいてQ相信号の位相調整を行うことを特徴とする。   The invention according to claim 7 is a phase control method for an optical DQPSK receiver, wherein a phase adjustment step for demodulating an I-phase signal and a Q-phase signal from an optical DQPSK signal using an optical interferometer, and an optical DQPSK An optical detection step for converting the I-phase signal and the Q-phase signal demodulated from the signal into electric signals, and a first reference signal and an electric signal in which the amplitude of the I-phase signal converted into the electric signal is limited to a predetermined range. A reference signal generation step for generating a second reference signal in which the amplitude of the Q-phase signal converted into a predetermined range is limited to a predetermined range; and the I-phase signal converted into an electric signal and the second reference signal are multiplied Determining a first phase error amount, multiplying the Q-phase signal converted into an electrical signal by the first reference signal to determine a second phase error amount; and And an inversion step for inverting either of the second phase error signals. The phase adjustment step adjusts the phase of the I-phase signal based on the first phase error amount, and adjusts the phase of the Q-phase signal based on the second phase error amount. .

請求項8に記載の方法は、請求項7に記載の光DQPSK受信器の位相制御方法であって、前記参照信号生成ステップは、前記第1及び第2の参照信号の飽和出力振幅と電気信号に変換されたI相信号及びQ相信号の出力振幅との比を√2/2以下にすることを特徴とする。   The method according to claim 8 is the phase control method of the optical DQPSK receiver according to claim 7, wherein the reference signal generation step includes a saturation output amplitude and an electric signal of the first and second reference signals. The ratio between the output amplitude of the I-phase signal and the Q-phase signal converted to √2 / 2 or less is characterized in that

本発明により、コスタスループを構成するにあたって参照信号の生成に必要であった高価、大型、高消費電力である識別回路の代わりにリミッティングアンプを利用することで、より安価、小型、低消費電力である光DQPSK受信器を実現できる。さらには、光干渉計の位相がどのような状態にあったとしてもヒステリシスによる無限ループは発生せず、確実に干渉計の位相を最適な値にロックすることができる。   According to the present invention, a limiting amplifier is used in place of the expensive, large, and high-power discriminating circuit required for generating the reference signal in constructing the Costas loop, thereby reducing the cost, size, and power consumption. An optical DQPSK receiver can be realized. Furthermore, no matter what the phase of the optical interferometer is, an infinite loop due to hysteresis does not occur, and the phase of the interferometer can be reliably locked to an optimum value.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
[実施形態1]
図3は、実施形態1の本発明の光DQPSK受信器の位相制御法とその構成を示す図である。I相信号復調のための光干渉計27とQ相信号復調のための光干渉計28の出力にフォトダイオード2個から構成される光検出器31および32が配置される。光検出器31および32の電気信号出力の一部が取り出されリミッティングアンプ33および34とローパスフィルタ35および36に接続される。リミッティングアンプ33および34の出力にはローパスフィルタ37および38が接続される。ローパスフィルタ35の出力とローパスフィルタ38の出力が乗算器39に入力される。また、ローパスフィルタ36の出力とローパスフィルタ37の出力が乗算器40に入力される。乗算器39および40の出力が平均化回路41および42を通って演算回路43および44に入力され、片側の経路(この場合Q相)においては反転処理45が施され、位相調整器を制御する駆動回路46および47の入力に接続され、駆動回路46および47はそれぞれ光干渉計27および28の位相調整器29および30をフィードバック制御する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 3 is a diagram illustrating a phase control method and configuration of the optical DQPSK receiver according to the first embodiment of the present invention. Photodetectors 31 and 32 composed of two photodiodes are arranged at the outputs of the optical interferometer 27 for demodulating the I-phase signal and the optical interferometer 28 for demodulating the Q-phase signal. A part of the electric signal output of the photodetectors 31 and 32 is taken out and connected to the limiting amplifiers 33 and 34 and the low-pass filters 35 and 36. Low-pass filters 37 and 38 are connected to the outputs of the limiting amplifiers 33 and 34. The output of the low pass filter 35 and the output of the low pass filter 38 are input to the multiplier 39. Further, the output of the low-pass filter 36 and the output of the low-pass filter 37 are input to the multiplier 40. The outputs of the multipliers 39 and 40 are input to the arithmetic circuits 43 and 44 through the averaging circuits 41 and 42, and inversion processing 45 is performed on one side path (Q phase in this case) to control the phase adjuster. Connected to the inputs of the drive circuits 46 and 47, the drive circuits 46 and 47 feedback control the phase adjusters 29 and 30 of the optical interferometers 27 and 28, respectively.

図4に、本発明のコスタスループにおけるリミッティングアンプの動作を示す。I相およびQ相の信号振幅の光干渉計の位相差依存性を示す。尚、縦軸の振幅は1で規格化してあり、横軸の位相の単位はπである。   FIG. 4 shows the operation of the limiting amplifier in the Costas loop of the present invention. The dependence of the I and Q phase signal amplitudes on the optical interferometer is shown. Note that the amplitude on the vertical axis is normalized by 1, and the phase unit on the horizontal axis is π.

主信号出力の振幅(図3のEまたはFにおける信号振幅)は、図4中V(H,H)、V(L,L)、V(H,L)、V(L,H)で示されるカーブを描き、三角関数の位相が0に対してπ/2、π、3π/2ずらした合計4本の曲線として表される。I相およびQ相の光干渉計の位相は+π/4および−π/4にロックされる状態を理想とする。この場合、すなわち位相が+π/4および−π/4のとき、I相およびQ相の信号振幅(図3のEまたはFにおける信号振幅)はHigh状態で+√2/2、Low状態で−√2/2となる。   The amplitude of the main signal output (signal amplitude at E or F in Fig. 3) is indicated by V (H, H), V (L, L), V (H, L), V (L, H) in Fig. 4. The trigonometric function phase is expressed as a total of four curves shifted by π / 2, π, and 3π / 2 with respect to 0. Ideally, the phases of the I-phase and Q-phase optical interferometers are locked to + π / 4 and −π / 4. In this case, that is, when the phase is + π / 4 and −π / 4, the signal amplitude of the I phase and the Q phase (the signal amplitude at E or F in FIG. 3) is + √2 / 2 in the high state and − in the low state. √2 / 2.

ここで、例えばI相の光干渉計が+π/4からずれプラスの方向にシフトした場合を考えると、図4の+π/4から右側の振幅曲線をたどることになり、Highレベルが+√2/2+αと+√2/2−α、Lowレベルが−√2/2−αと−√2/2+αとなり、Highレベル、Lowレベルとも二つの振幅にスプリットする。これと同様なスプリットする現象は、シフトの方向がマイナスの場合でも発生する。また、同様な信号振幅のスプリットはQ相側(−π/4)での位相ずれによっても観測される。このような信号振幅のスプリットはアイ閉じとなることから信号品質Q値を著しく劣化させる。   Here, for example, when the phase I optical interferometer deviates from + π / 4 and shifts in the positive direction, the amplitude curve on the right side is traced from + π / 4 in FIG. 4, and the high level is + √2 / 2 + α and + √2 / 2−α, the low level becomes −√2 / 2−α and −√2 / 2 + α, and both the high level and the low level are split into two amplitudes. A similar splitting phenomenon occurs even when the shift direction is negative. A similar signal amplitude split is also observed by a phase shift on the Q-phase side (−π / 4). Since the signal amplitude split causes the eye to close, the signal quality Q value is significantly degraded.

ここで、この振幅信号にリミッティングアンプをかけることを考える。主信号のリミッティングアンプ出力の振幅(図3のGまたはHにおける信号振幅)は、図4中V(H,H)_LIM、V(L,L)_LIM、V(H,L)_LIM、V(L,H)_LIMで表される曲線となる。但し、図4ではリミッティングアンプの飽和にかかわる係数を0.5に設定している。つまり、V(H,H)_LIM、V(L,L)_LIM、V(H,L)_LIM、V(L,H)_LIMで表される4本の曲線は、V(H,H)、V(L,L)、V(H,L)、V(L,H)の4本の曲線の0.5以上の値が0.5で飽和する状態を表している。   Here, consider applying a limiting amplifier to the amplitude signal. The amplitude of the limiting signal output of the main signal (signal amplitude at G or H in FIG. 3) is V (H, H) _LIM, V (L, L) _LIM, V (H, L) _LIM, V in FIG. The curve is represented by (L, H) _LIM. However, in FIG. 4, the coefficient related to the saturation of the limiting amplifier is set to 0.5. That is, the four curves represented by V (H, H) _LIM, V (L, L) _LIM, V (H, L) _LIM, V (L, H) _LIM are V (H, H), The value of 0.5 or more of the four curves V (L, L), V (H, L), and V (L, H) is saturated at 0.5.

ここで、主信号出力とリミッティングアンプ出力の乗算した結果を平均化処理した出力(図3中IまたはJにおける信号振幅)を考える。これは図4中Q相信号のI成分48から参照信号のI成分49を引いた値となる。すなわち、この場合のモニタ出力は、cosω>0.5の領域では、
[V(H,L)−V(H,H)]−[V(L,H)−V(H,H)]
=sinω−cosω−0
=√2sin(ω−π/4)
と表せられる。これより干渉計の位相ωがπ/4の時モニタ出力はゼロとなり、π/4より大きい方向にずれるとモニタ出力はプラスの値、π/4より小さい方向にずれるとモニタ出力はマイナスの値を示す。位相がさらにずれ、cosω<0.5の領域までくると、モニタ出力は、
[V(H,L)−V(H,H)]−[V(L,H)−V(H,H)]
=sinω−cosω−0.5+cosω
=sinω−0.5
という値を示すことになる。
Here, an output (signal amplitude at I or J in FIG. 3) obtained by averaging the result of multiplying the main signal output and the limiting amplifier output is considered. This is a value obtained by subtracting the I component 49 of the reference signal from the I component 48 of the Q phase signal in FIG. That is, the monitor output in this case is in the region where cos ω> 0.5.
[V (H, L) −V (H, H)] − [V (L, H) −V (H, H)]
= sinω−cosω−0
= √2sin (ω−π / 4)
It can be expressed. As a result, the monitor output becomes zero when the phase ω of the interferometer is π / 4, and the monitor output becomes a positive value if it deviates in a direction larger than π / 4, and the monitor output becomes a negative value if it deviates in a direction smaller than π / 4. Indicates. When the phase shifts further and reaches cosω <0.5, the monitor output is
[V (H, L) −V (H, H)] − [V (L, H) −V (H, H)]
= sinω−cosω−0.5 + cosω
= sinω−0.5
Will be shown.

図5に、モニタ出力(図3中IまたはJにおける信号振幅)の光干渉計の位相差依存性を示す。但し、リミッティングアンプの飽和にかかわる係数を0.3、0.5、0.8について計算した。係数が0.3および0.5の場合にモニタ出力はπ/4でゼロとなり、右上がりの単調増加となる傾向を示す。つまり、係数が0.3および0.5の場合、π/4から位相ずれが発生するとモニタ出力は+または−の有限な値を有することになり、モニタ出力がゼロのとき位相が一意にπ/4に決まる。図3における演算回路43または44においてフィードバック制御に必要な処理(たとえば、比例、微分、積分処理)を施して、モニタ結果がゼロになるよう制御ループを組めば位相を+π/4にロックすることができる。   FIG. 5 shows the phase difference dependence of the monitor output (signal amplitude at I or J in FIG. 3) of the optical interferometer. However, the coefficients related to saturation of the limiting amplifier were calculated for 0.3, 0.5, and 0.8. When the coefficients are 0.3 and 0.5, the monitor output becomes zero at π / 4, and shows a tendency to increase monotonically to the right. In other words, when the coefficient is 0.3 and 0.5, if a phase shift occurs from π / 4, the monitor output has a finite value of + or −, and when the monitor output is zero, the phase is uniquely determined to be π / 4. . The processing (for example, proportionality, differentiation, integration processing) necessary for feedback control is performed in the arithmetic circuit 43 or 44 in FIG. 3, and the phase is locked to + π / 4 by setting a control loop so that the monitoring result becomes zero. be able to.

このようにリミッティングアンプの出力を参照信号として主信号出力との相関をとることで、π/4からの位相ずれの大きさおよび方向(位相がπ/4よりマイナスの方向にずれたのか、または、プラスの方向にずれたのか)がわかり、安定なフィードバック制御を実現することができる。   In this way, by using the output of the limiting amplifier as a reference signal and correlating with the main signal output, the magnitude and direction of the phase shift from π / 4 (whether the phase has shifted in the negative direction from π / 4, Or, it can be understood that the deviation has occurred in the positive direction), and stable feedback control can be realized.

尚、係数が0.8の場合、モニタ出力結果がゼロとなる位相はπ/4ではなく、約0.2π〜0.3πとなっている。これはリミッティングアンプの飽和にかかわる係数を適切に選ばなければπ/4の位相を検出できないことを意味する。すなわち、sinω<0.8の領域では、モニタ出力は、
[V(H,L)−V(H,H)]−[V(L,H)−V(H,H)]
=sinω−cosω−sinω+cosω
=0
となり、モニタ出力がゼロのときに位相が一意に決まらない。
When the coefficient is 0.8, the phase at which the monitor output result is zero is not π / 4 but is about 0.2π to 0.3π. This means that the phase of π / 4 cannot be detected unless a coefficient related to saturation of the limiting amplifier is properly selected. That is, in the region of sinω <0.8, the monitor output is
[V (H, L) −V (H, H)] − [V (L, H) −V (H, H)]
= sinω−cosω−sinω + cosω
= 0
Thus, the phase is not uniquely determined when the monitor output is zero.

図4に再び戻って振り返ると、モニタ結果でπ/4の位相を検出するためにはQ相信号のI成分48から参照信号のI成分49を引いた値がπ/4を中心にプラス、マイナスで折り返す関係になっていることが条件となることがわかる。従って、リミッティングアンプの飽和にかかわる係数が√2/2以下である必要があることが判明する。これはすなわち、リミッティングアンプの飽和出力値(絶対値)(図3中のG’またはH’の出力振幅)が一部取り出した主信号出力の振幅値(絶対値)(図3中のE’、F’の出力振幅)の√2/2倍以下になれば良いということである。このようにリミッティングアンプの飽和出力の範囲は、分岐した主信号振幅との簡単な比から求めることができる。実際の回路上での設計、調整は、リミッティングアンプを選別することにより飽和出力を決定するか、分岐比を変えることで主信号出力の振幅値(図3中のE’、F’の出力振幅)を決定するか、もしくは分岐した主信号を線形増幅して主信号出力の振幅を決定すればよい。   Returning again to FIG. 4, in order to detect the phase of π / 4 in the monitoring result, the value obtained by subtracting the I component 49 of the reference signal from the I component 48 of the Q phase signal is plus about π / 4. It can be seen that the condition is that the relationship is turned back to minus. Accordingly, it is found that the coefficient relating to the saturation of the limiting amplifier needs to be √2 / 2 or less. That is, the saturation output value (absolute value) of the limiting amplifier (the output amplitude of G ′ or H ′ in FIG. 3) is a part of the main signal output amplitude value (absolute value) (E in FIG. 3). The output amplitude of ', F') should be less than √2 / 2 times. Thus, the saturation output range of the limiting amplifier can be obtained from a simple ratio with the branched main signal amplitude. For design and adjustment on the actual circuit, determine the saturation output by selecting the limiting amplifier, or change the branching ratio to change the amplitude value of the main signal output (outputs of E ′ and F ′ in FIG. 3). The amplitude of the main signal output may be determined by linearly amplifying the branched main signal.

乗算器39、40、平均化回路41、42、演算回路43、44は個別のアナログ回路部品で構成しても、一度A/D変換回路によりディジタル信号に変換してFPGAやDSPによるディジタル回路で構成しても本発明で得られる効果は同じである。   Even if the multipliers 39 and 40, the averaging circuits 41 and 42, and the arithmetic circuits 43 and 44 are constituted by individual analog circuit components, they are converted into digital signals by an A / D conversion circuit once and are digital circuits by FPGA or DSP. Even if configured, the effect obtained by the present invention is the same.

反転回路45は、I相とQ相が直交する関係を保つために配置されており、I相、Q相のどちらの演算結果に対して挿入しても良い。また、反転回路45はアナログ回路で構成してもディジタル回路で構成しても本発明で得られる効果は同じである。   The inverting circuit 45 is arranged to maintain a relationship in which the I phase and the Q phase are orthogonal to each other, and may be inserted for either the I phase or the Q phase calculation result. Further, the effect obtained by the present invention is the same whether the inverting circuit 45 is constituted by an analog circuit or a digital circuit.

尚、上述の実施形態1は、光干渉計27、28を石英系光導波路とし、位相調整機構29、30を導波路上に金属薄膜ヒータを配置し熱光学効果によりヒータで発生する熱量を制御することによって位相を調整する位相調整器とすることはきわめて有効である。さらに、石英系光導波路による干渉計の偏波依存性を解消するため特許文献1に示されるような波長板と旋光子との組み合わせは有効である。また、フォトダイオード2個を有する光検出器31、32を差動受信器とすることも有効である。   In the first embodiment described above, the optical interferometers 27 and 28 are made of quartz optical waveguides, and the phase adjustment mechanisms 29 and 30 are provided with metal thin film heaters on the waveguides to control the amount of heat generated by the heaters by the thermo-optic effect. It is extremely effective to make a phase adjuster that adjusts the phase by doing so. Furthermore, a combination of a wave plate and an optical rotator as shown in Patent Document 1 is effective in order to eliminate the polarization dependence of the interferometer due to the silica-based optical waveguide. It is also effective to use the photodetectors 31 and 32 having two photodiodes as a differential receiver.

さらに、光干渉計27、28を2つならべて構成しているが、その他の構成、例えば特許文献2に示される光干渉計の構成への適応も可能である。   Furthermore, although the two optical interferometers 27 and 28 are arranged in a row, the present invention can be applied to other configurations, for example, the configuration of the optical interferometer disclosed in Patent Document 2.

[実施形態2]
図6に、本発明の実施形態2に係る光DQPSK受信器の構成を示す図である。I相信号復調のための光干渉計51とQ相信号復調のための光干渉計52の出力にフォトダイオード2個から構成される光検出器55および56が配置される。光検出器55および56の電気信号出力の一部が取り出されEDC57および58とローパスフィルタ59および60に接続される。EDC57および58の出力にはローパスフィルタ61および62が分岐され接続される。ローパスフィルタ59の出力とローパスフィルタ62の出力が乗算器63に入力される。また、ローパスフィルタ60の出力とローパスフィルタ61の出力が乗算器64に入力される。乗算器63および64の出力が平均化回路65および66を通って演算回路67および68に入力され片側の経路(この場合Q相)において反転処理69が施され、位相調整器を制御する駆動回路70および71の入力に接続され、駆動回路70および71はそれぞれ光干渉計51および52の位相調整器53および54をフィードバック制御する。本構成は実施形態1の構成におけるリミッティングアンプ33、34をEDC57、58に置き換えた構成となっている。
[Embodiment 2]
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical DQPSK receiver according to Embodiment 2 of the present invention. Photodetectors 55 and 56 composed of two photodiodes are arranged at the outputs of the optical interferometer 51 for demodulating the I-phase signal and the optical interferometer 52 for demodulating the Q-phase signal. A part of the electric signal output of the photodetectors 55 and 56 is taken out and connected to EDCs 57 and 58 and low-pass filters 59 and 60. Low-pass filters 61 and 62 are branched and connected to the outputs of the EDCs 57 and 58. The output of the low pass filter 59 and the output of the low pass filter 62 are input to the multiplier 63. Further, the output of the low pass filter 60 and the output of the low pass filter 61 are input to the multiplier 64. The outputs of the multipliers 63 and 64 are input to the arithmetic circuits 67 and 68 through the averaging circuits 65 and 66, and are subjected to inversion processing 69 in one path (Q phase in this case) to control the phase adjuster. Connected to inputs of 70 and 71, the drive circuits 70 and 71 feedback control the phase adjusters 53 and 54 of the optical interferometers 51 and 52, respectively. In this configuration, the limiting amplifiers 33 and 34 in the configuration of the first embodiment are replaced with EDCs 57 and 58.

本発明の動作は実施形態1と同様な原理による。すなわち、EDC57、58は一般的に複数のリミッティングアンプと複数のタップおよび複数の遅延回路により構成されることから、EDC57、58の出力信号波形はリミッティングアンプ出力と同様にマークレベルを圧縮したような波形となる。従って実施形態1で説明したようにEDC出力の一部を参照信号として取り出し主出力信号成分と乗算することによって誤差信号を生成することが可能となる。ここで、EDC57、58のリミッティングアンプの飽和出力値(図3中のG’またはH’の出力振幅)と一部取り出した主信号出力の振幅値(図3中のE’、F’の出力振幅)の比が√2/2以下になるよう回路パラメータを選ぶことで効果が最大限発揮される。   The operation of the present invention is based on the same principle as in the first embodiment. That is, since the EDCs 57 and 58 are generally composed of a plurality of limiting amplifiers, a plurality of taps, and a plurality of delay circuits, the output signal waveforms of the EDCs 57 and 58 compress the mark level in the same manner as the limiting amplifier output. The waveform is as follows. Therefore, as described in the first embodiment, an error signal can be generated by taking a part of the EDC output as a reference signal and multiplying it with the main output signal component. Here, the saturation output values of the limiting amplifiers of the EDCs 57 and 58 (the output amplitude of G ′ or H ′ in FIG. 3) and the amplitude values of the main signal outputs partially extracted (the E ′ and F ′ in FIG. 3). The effect is maximized by selecting circuit parameters so that the ratio of (output amplitude) is √2 / 2 or less.

実施形態2で示した構成を用いることによりEDC57、58のリミッティング効果を有効に利用できるので、新たにリミッティングアンプを追加する必要がなく、高機能かつ小型な光DQPSK受信器を構成できる。   Since the limiting effect of the EDCs 57 and 58 can be effectively used by using the configuration shown in the second embodiment, it is not necessary to newly add a limiting amplifier, and a highly functional and small optical DQPSK receiver can be configured.

実施形態1同様、乗算器63、64、平均化回路65、66、演算回路67、68は個別のアナログ回路部品で構成しても、一度A/D変換回路によりディジタル信号に変換してFPGAやDSPによるディジタル回路で構成しても本発明で得られる効果は同じである。また、反転回路69はI相とQ相が直交する関係を保つために配置されており、I相、Q相のどちらの演算結果に対して挿入しても良い。また、反転回路69はアナログ回路で構成してもディジタル回路で構成しても本発明で得られる効果は同じである。   As in the first embodiment, even if the multipliers 63 and 64, the averaging circuits 65 and 66, and the arithmetic circuits 67 and 68 are configured by individual analog circuit components, they are once converted into digital signals by the A / D conversion circuit, Even if it is constituted by a DSP digital circuit, the same effect can be obtained by the present invention. Further, the inverting circuit 69 is disposed in order to maintain a relationship in which the I phase and the Q phase are orthogonal, and may be inserted for either the I phase or the Q phase calculation result. Further, the effect obtained by the present invention is the same whether the inverting circuit 69 is constituted by an analog circuit or a digital circuit.

さらに、上述の実施形態2は、光干渉計51、52を石英系光導波路とし、位相調整機構53、54を導波路上に金属薄膜ヒータを配置し熱光学効果によりヒータで発生する熱量を制御することによって位相を調整する位相調整器とすることはきわめて有効である。さらに、石英系光導波路による干渉計の偏波依存性を解消するため特許文献1に示されるような波長板と旋光子との組み合わせは有効である。また、フォトダイオード2個を有する光検出器55、56を差動受信器とすることも有効である。   Further, in the above-described second embodiment, the optical interferometers 51 and 52 are made of silica-based optical waveguides, and the phase adjusting mechanisms 53 and 54 are provided with metal thin film heaters on the waveguides, and the amount of heat generated by the heaters is controlled by the thermo-optic effect. It is extremely effective to make a phase adjuster that adjusts the phase by doing so. Furthermore, a combination of a wave plate and an optical rotator as shown in Patent Document 1 is effective in order to eliminate the polarization dependence of the interferometer due to the silica-based optical waveguide. It is also effective to use the photodetectors 55 and 56 having two photodiodes as a differential receiver.

さらに、光干渉計51、52を2つならべて構成しているが、その他の構成、例えば特許文献2に示される光干渉計の構成への適応も可能である。   Furthermore, although the two optical interferometers 51 and 52 are arranged in a row, the present invention can be applied to other configurations, for example, the configuration of the optical interferometer disclosed in Patent Document 2.

また、実施形態では光DQPSK信号への適用を述べたが、RZ-DQPSK信号への適用も有効である。   In the embodiment, the application to the optical DQPSK signal is described, but the application to the RZ-DQPSK signal is also effective.

本発明の光DQPSK受信器とその位相制御方法は、光通信ネットワークなどに使用される光通信機器に使用することができる。   The optical DQPSK receiver and the phase control method thereof according to the present invention can be used for an optical communication device used in an optical communication network or the like.

無線通信システムにおけるコスタスループの基本的な構成図である。It is a basic block diagram of the Costas loop in a radio | wireless communications system. 光DQPSKにおけるコスタスループの構成図である。It is a block diagram of the Costas loop in optical DQPSK. 実施形態1の光DQPSK受信器の位相制御法とその構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a phase control method and a configuration of the optical DQPSK receiver according to the first embodiment. 本発明のコスタスループにおけるリミッティングアンプの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the limiting amplifier in the Costas loop of this invention. 本発明の位相モニタ出力の光干渉計の位相差依存性を示す図である。It is a figure which shows the phase difference dependence of the optical interferometer of the phase monitor output of this invention. 実施形態2の光DQPSK受信器の構成を示す図である。6 is a diagram illustrating a configuration of an optical DQPSK receiver according to Embodiment 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 中間周波数
2、3、6、20、21、39、40、63、64 乗算器
4、5、14,15、18、19、35、36、37、38、59、60、61、62 ローパスフィルタ
7 ループフィルタ
8 発信器
9、26、50 光DQPSK信号
10、29、53 I相用復調器の光干渉計位相調整機構
11、30、54 Q相用復調器の光干渉計位相調整機構
12、13、31、32、55、56 光検出器
16、17 識別回路
22、23、41、42、65、66 平均化回路
24、25、46、47、70、71 駆動回路
27、51 I相信号復調のための光干渉計
28、52 Q相信号復調のための光干渉計
33、34 リミッティングアンプ
43、44、67、68 演算回路
45、67 反転回路
48 Q相信号のI成分
49 参照信号のI成分
57、58 EDC
1 Intermediate frequency 2, 3, 6, 20, 21, 39, 40, 63, 64 Multiplier 4, 5, 14, 15, 18, 19, 35, 36, 37, 38, 59, 60, 61, 62 Low pass Filter 7 Loop filter 8 Transmitter 9, 26, 50 Optical DQPSK signal 10, 29, 53 I-phase demodulator optical interferometer phase adjustment mechanism 11, 30, 54 Q-phase demodulator optical interferometer phase adjustment mechanism 12 , 13, 31, 32, 55, 56 Photodetector 16, 17 Identification circuit 22, 23, 41, 42, 65, 66 Averaging circuit 24, 25, 46, 47, 70, 71 Drive circuit 27, 51 I phase Optical interferometer for signal demodulation
28, 52 Optical interferometers 33, 34 for Q-phase signal demodulation Limiting amplifiers 43, 44, 67, 68 Arithmetic circuits 45, 67 Inverting circuit 48 I-component 49 of Q-phase signal 49 I-components 57, 58 EDC of reference signal

Claims (8)

光DQPSK信号のI相およびQ相を復調するための位相調整機構を有する第1及び第2の光干渉計と、
前記第1の光干渉計から出力された光信号を電気信号に変換する第1の光検出器と、
前記第2の光干渉計から出力された光信号を電気信号に変換する第2の光検出器と、
前記第1の光検出器の出力から分岐された信号を入力された第1のリミッティングアンプと、
前記第2の光検出器の出力から分岐された信号を入力された第2のリミッティングアンプと、
前記第1の光検出器の出力から分岐された信号と前記第2のリミッティングアンプの出力とを乗算する第1の乗算器と、
前記第2の光検出器の出力から分岐された信号と前記第1のリミッティングアンプの出力とを乗算する第2の乗算器と、
前記第1の乗算器の出力がゼロになるように、前記第1の光干渉計の位相調整機構の駆動回路を制御する第1の演算回路と、
前記第2の乗算器の出力がゼロになるように、前記第2の光干渉計の位相調整機構の駆動回路を制御する第2の演算回路と
を備えたことを特徴とする光DQPSK受信器。
First and second optical interferometers having phase adjustment mechanisms for demodulating the I-phase and Q-phase of the optical DQPSK signal;
A first photodetector for converting an optical signal output from the first optical interferometer into an electrical signal;
A second photodetector for converting an optical signal output from the second optical interferometer into an electrical signal;
A first limiting amplifier that receives a signal branched from the output of the first photodetector;
A second limiting amplifier that receives a signal branched from the output of the second photodetector;
A first multiplier that multiplies the signal branched from the output of the first photodetector by the output of the second limiting amplifier;
A second multiplier that multiplies the signal branched from the output of the second photodetector by the output of the first limiting amplifier;
A first arithmetic circuit that controls a drive circuit of a phase adjustment mechanism of the first optical interferometer so that an output of the first multiplier becomes zero;
An optical DQPSK receiver comprising: a second arithmetic circuit that controls a drive circuit of a phase adjustment mechanism of the second optical interferometer so that an output of the second multiplier becomes zero .
前記第1及び第2リミッティングアンプの飽和出力振幅と前記第1及び第2の光検出器の出力振幅との比は、√2/2以下であることを特徴とする請求項1に記載の光DQPSK受信器。   The ratio between the saturation output amplitude of the first and second limiting amplifiers and the output amplitude of the first and second photodetectors is √2 / 2 or less. Optical DQPSK receiver. 前記第1及び第2のリミッティングアンプに替えて、第1及び第2の電子分散補償(EDC)回路とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の光DQPSK受信器。   3. The optical DQPSK receiver according to claim 1, wherein first and second electronic dispersion compensation (EDC) circuits are used instead of the first and second limiting amplifiers. 4. 前記第1及び第2の乗算器に入力される信号をそれぞれフィルタリングするローパスフィルタを備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光DQPSK受信器。   The optical DQPSK receiver according to any one of claims 1 to 3, further comprising a low-pass filter that respectively filters signals input to the first and second multipliers. 前記第1及び第2の光検出器は、それぞれ2つのフォトダイオードを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光DQPSK受信器。   The optical DQPSK receiver according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the first and second photodetectors includes two photodiodes. 前記第1及び第2の演算回路のいずれか一方は、反転回路を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の光DQPSK受信器。   6. The optical DQPSK receiver according to claim 1, wherein one of the first and second arithmetic circuits includes an inverting circuit. 2つの光干渉計を用いて光DQPSK信号からI相信号及びQ相信号を復調するための位相調整ステップと、
光DQPSK信号から復調されたI相信号及びQ相信号をそれぞれ電気信号に変換する光検出ステップと、
電気信号に変換されたI相信号の振幅を所定の範囲に制限した第1の参照信号及び電気信号に変換されたQ相信号の振幅を所定の範囲に制限した第2の参照信号を生成する参照信号生成ステップと、
電気信号に変換されたI相信号と前記第2の参照信号とを乗算して第1の位相誤差信号を生成し、電気信号に変換されたQ相信号と前記第1の参照信号とを乗算して第2の位相誤差信号を生成する位相誤差検出ステップと、
前記第1及び第2の位相誤差信号のいずれかを反転させる反転ステップと
を有し、前記位相調整ステップは、前記第1の位相誤差量に基づいてI相信号の位相調整を行い、前記第2の位相誤差量に基づいてQ相信号の位相調整を行うことを特徴とする光DQPSK受信器の位相制御方法。
A phase adjustment step for demodulating the I-phase signal and the Q-phase signal from the optical DQPSK signal using two optical interferometers;
An optical detection step for converting the I-phase signal and the Q-phase signal demodulated from the optical DQPSK signal into electrical signals, respectively;
A first reference signal in which the amplitude of the I-phase signal converted into the electric signal is limited to a predetermined range and a second reference signal in which the amplitude of the Q-phase signal converted into the electric signal is limited to the predetermined range are generated. A reference signal generation step;
The first phase error signal is generated by multiplying the I-phase signal converted into the electrical signal and the second reference signal, and the Q-phase signal converted into the electrical signal is multiplied by the first reference signal. A phase error detection step for generating a second phase error signal;
An inversion step of inverting either of the first and second phase error signals, wherein the phase adjustment step adjusts the phase of the I-phase signal based on the first phase error amount, and A phase control method for an optical DQPSK receiver, wherein phase adjustment of a Q-phase signal is performed based on a phase error amount of 2.
前記参照信号生成ステップは、前記第1及び第2の参照信号の飽和出力振幅と電気信号に変換されたI相信号及びQ相信号の出力振幅との比を√2/2以下にすることを特徴とする請求項7に記載の光DQPSK受信器の位相制御方法。   In the reference signal generation step, a ratio between the saturation output amplitudes of the first and second reference signals and the output amplitudes of the I-phase signal and the Q-phase signal converted into electric signals is set to √2 / 2 or less. 8. The phase control method for an optical DQPSK receiver according to claim 7,
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