JP2009260759A - Light transmission device and light transmission method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光送信装置及び光送信方法に関わり、特に、光ファイバ通信システムに用いられる光信号を発生する光送信装置及び光送信方法に関する。 The present invention relates to an optical transmission device and an optical transmission method, and more particularly to an optical transmission device and an optical transmission method for generating an optical signal used in an optical fiber communication system.
近年、音声、静止画像、動画像等の種々のデータがネットワークを介して取り扱われている。このような多量のデータを伝送する媒体として光ファイバが一般的に用いられている。光ファイバ通信において用いられる光源は、出射される光の波長及び周波数が安定して一定な特性を有するものが望ましい。 In recent years, various data such as voice, still images, and moving images are handled through a network. An optical fiber is generally used as a medium for transmitting such a large amount of data. As a light source used in optical fiber communication, it is desirable that the wavelength and frequency of emitted light have stable and constant characteristics.
光ファイバを用いてデータ通信を行うためには、光源が上記特性を有する以外に、光源から出射される光を伝送するデータに応じて変調する必要がある。一般に、光ファイバ通信においては強度変調が用いられる。光信号を発生する光送信装置としては種々のものが提案されている。これらには位相変調を伴い周波数チャープが発生する光変調器を用いるものがある。特にその代表的なものは半導体電界吸収型(EA:Electro−absorption)光変調器を用いるものである。 In order to perform data communication using an optical fiber, it is necessary to perform modulation in accordance with data for transmitting light emitted from the light source, in addition to the above characteristics of the light source. In general, intensity modulation is used in optical fiber communication. Various types of optical transmitters that generate optical signals have been proposed. Some of these use optical modulators that generate phase chirp with phase modulation. A typical example is a semiconductor electroabsorption (EA) optical modulator.
EA変調器は、例えばレーザ光源から出射されるCW光を強度変調するものである。つまり、EA変調器にレーザ光源から出射される光を入射させ、EA変調器に印加する電圧が例えば0Vである場合に、光を通過させ、負電圧を印加した場合に入射する光を吸収させることによって光の透過/遮断を制御して光強度変調を行うものである。EA変調器は、印加電圧が低い、半導体レーザ光源との集積化による小型化が可能、安価などの特徴を有しており、アクセス系への適用が期待される。 The EA modulator, for example, modulates the intensity of CW light emitted from a laser light source. That is, the light emitted from the laser light source is incident on the EA modulator, and when the voltage applied to the EA modulator is 0 V, for example, the light is allowed to pass and the incident light is absorbed when a negative voltage is applied. Thus, light transmission / blocking is controlled to modulate the light intensity. The EA modulator has features such as low applied voltage, miniaturization by integration with a semiconductor laser light source, and low cost, and is expected to be applied to an access system.
しかしながら、変調時に位相変調を伴うEA変調器等の変調器は、変調によって発生される信号光に周波数チャープが生ずる問題がある。これは、EA変調器に電圧を印加すると、印加された電圧に応じて変調器の屈折率が変化することに起因する。つまり、屈折率が変化すると変調器を通過する光の位相が変調される。すると、位相の時間微分が光周波数であるので、出力光の周波数が変化することになる(例えば、非特許文献1参照。)。この周波数変化を周波数チャープという。 However, a modulator such as an EA modulator that accompanies phase modulation during modulation has a problem that frequency chirp occurs in signal light generated by the modulation. This is because when the voltage is applied to the EA modulator, the refractive index of the modulator changes according to the applied voltage. That is, when the refractive index changes, the phase of light passing through the modulator is modulated. Then, since the time derivative of the phase is the optical frequency, the frequency of the output light changes (for example, see Non-Patent Document 1). This frequency change is called frequency chirp.
周波数チャープが生ずると、光ファイバ伝送特性に悪影響を及ぼす。一般的に、光ファイバの特性の一つとして、伝搬する光の周波数によって伝搬速度が異なるという性質がある。このため、信号光がチャープしていると、1つのパルス内に早く進む成分と遅く進む成分が存在することになり、その結果光ファイバを伝搬した後のパルス信号のパルスの信号波形が崩れることとなる。この信号波形の崩れにより、符号間干渉が発生し、伝送特性が劣化する(例えば、非特許文献2参照。)。 The occurrence of frequency chirp adversely affects the optical fiber transmission characteristics. In general, one of the characteristics of an optical fiber is that the propagation speed varies depending on the frequency of the propagating light. For this reason, if the signal light is chirped, there will be a component that advances fast and a component that advances slowly in one pulse, and as a result, the signal waveform of the pulse of the pulse signal after propagating through the optical fiber collapses. It becomes. Due to the collapse of the signal waveform, intersymbol interference occurs and transmission characteristics deteriorate (for example, see Non-Patent Document 2).
このことを解決するために、様々な取り組みがなされているが、いくつかの方法が有効ではないことが示されている(例えば、特許文献1参照。)。従来例として、符号が逆のαパラメータを有する2つのEA変調器に同相で印加電圧を印加して変調する方法と、同じαパラメータを有する2つのEA変調器に逆相で印加電圧を印加して変調する方法との2つの方法が開示されている。しかし、この2つの従来例の方法では、所望の特性を得ることができない。これは、2つの理由による。 Various attempts have been made to solve this problem, but some methods have been shown to be ineffective (see, for example, Patent Document 1). As a conventional example, a method of applying an applied voltage in phase to two EA modulators having α parameters with opposite signs and a method of applying an applied voltage in reverse phase to two EA modulators having the same α parameter. Two methods are disclosed: modulation method. However, these two conventional methods cannot obtain desired characteristics. This is due to two reasons.
第1の理由は、2つのEA変調器で変調する場合、後段の変調器の周波数チャープは、前段のEA変調器による信号光強度の変化の影響を受けるが、その影響が考慮されていない。第2の理由は、周波数チャープは光強度に反比例するが、そのことが想定されていない。すなわち、以下に示す式を想定している。 The first reason is that when modulation is performed by two EA modulators, the frequency chirp of the subsequent-stage modulator is affected by the change in the signal light intensity by the previous-stage EA modulator, but the influence is not taken into consideration. The second reason is that frequency chirp is inversely proportional to light intensity, but this is not assumed. That is, the following formula is assumed.
まず、EA変調器の周波数チャープΔfは、一般に次式で表される。
前段及び後段のEA変調器の透過率が1のときの光強度P1、P2を1とし、EA変調器の透過率を印加電圧V1、V2の一次関数と近似すると、前段及び後段のEA変調器の光強度P1及びP2、周波数チャープΔf1及びΔf2、印加電圧V1及びV2は、それぞれ従来例では次式と想定している。
数(2)の関係から、前段及び後段のEA変調器のαパラメータα1及びα2は、次式で表される。
しかしこれらの想定は正しくないため、周波数チャープを軽減して、周波数チャープによる伝送特性の劣化を防ぐことはできない。例えば、従来例の第1の方法でαパラメータが+1から−1の一次関数で近似できるとすると、周波数チャープは改善せずに、逆に悪化する。従来例の第2の方法も、数(1)に示すように周波数チャープが光強度に反比例することから、光強度が弱いほど周波数チャープが顕著になり、符号が同じαパラメータを有する一組のEA変調器を用いて逆相で駆動しても、周波数チャープを補償できないことになる。
上記のように、従来は、光を強度変調する際に位相変調を伴い周波数チャープが発生する光変調器を用いた場合に、周波数チャープを軽減して、周波数チャープによる伝送劣化を抑制することができなかった。 As described above, conventionally, when using an optical modulator that generates phase chirp with phase modulation when intensity-modulating light, frequency chirp is reduced and transmission degradation due to frequency chirp is suppressed. could not.
そこで、本発明は、周波数チャープによる伝送劣化の小さい光送信装置及び光送信方法の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical transmission apparatus and an optical transmission method in which transmission degradation due to frequency chirp is small.
上記課題を解決するために、本発明に係る光送信装置は、光を変調する際に位相変調を伴い周波数チャープが発生する光変調器により強度変調して光信号を送信する光送信装置において、周波数チャープの和が概ねゼロとなるαパラメータの一組の光変調器を用いるか、一方の光変調器の駆動するデータの値の切替の際に他方の光変調器の透過率を減少又は増加して元に戻す一組の光変調器を用いることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an optical transmission device according to the present invention is an optical transmission device that transmits an optical signal by performing intensity modulation with an optical modulator that generates phase chirp with phase modulation when modulating light. Use a set of optical modulators with an α parameter whose frequency chirp sum is approximately zero, or decrease or increase the transmittance of the other optical modulator when switching the value of the data driven by one optical modulator Then, a set of optical modulators for returning to the original is used.
具体的には、本発明に係る光送信装置は、連続光を出射する光源と、前記光源の出射する連続光を、送信信号に応じて強度変調する第1の光変調器と、前記第1の光変調器からの変調光を、前記送信信号に応じて強度変調して出力する第2の光変調器と、を備え、前記第2の光変調器は、変調光が前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで駆動され、前記第1の光変調器及び前記第2の光変調器のαパラメータが次式で表される関係を有することを特徴とする。 Specifically, the optical transmission device according to the present invention includes a light source that emits continuous light, a first optical modulator that modulates the intensity of the continuous light emitted from the light source according to a transmission signal, and the first light source. A second optical modulator that modulates the intensity of the modulated light from the optical modulator according to the transmission signal and outputs the modulated light, and the second optical modulator is configured such that the modulated light is the first light. Driven at a timing delayed by a time from the modulator to the second optical modulator, and the α parameters of the first optical modulator and the second optical modulator have a relationship represented by the following equation: It is characterized by that.
第1の光変調器及び第2の光変調器のαパラメータが、数(11)で表される関係を有するので、第2の光変調器から出力される信号光の周波数チャープを概ねゼロとすることができる。これにより、周波数チャープによる伝送劣化の小さい光送信装置を提供することができる。 Since the α parameter of the first optical modulator and the second optical modulator has a relationship represented by the formula (11), the frequency chirp of the signal light output from the second optical modulator is set to approximately zero. can do. As a result, it is possible to provide an optical transmission apparatus with small transmission degradation due to frequency chirp.
また、本発明に係る光送信装置は、連続光を出射する光源と、透過率が印加電圧に対する一次関数で近似され、前記光源の出射する連続光を、送信信号に応じて強度変調して出力する第1の光変調器と、透過率が印加電圧に対する一次関数で近似され、前記第1の光変調器からの変調光を、送信信号に応じて強度変調して出力する第2の光変調器と、を備え、前記第2の光変調器は、変調光が前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで駆動され、前記第1の光変調器及び前記第2の光変調器のαパラメータが、数(7)で表される関係を有することを特徴とする。 The optical transmitter according to the present invention includes a light source that emits continuous light, and a transmittance that is approximated by a linear function with respect to an applied voltage, and the continuous light emitted from the light source is output after being intensity-modulated according to a transmission signal A first optical modulator that transmits the second optical modulation, the transmittance of which is approximated by a linear function with respect to the applied voltage, and the modulated light from the first optical modulator is intensity-modulated according to a transmission signal and output. And the second optical modulator is driven at a timing delayed by a time required for the modulated light to reach the second optical modulator from the first optical modulator, and the first optical modulator The α parameter of the modulator and the second optical modulator has a relationship represented by the formula (7).
第1の光変調器及び第2の光変調器のαパラメータが、数(7)で表される関係を有するので、第2の光変調器から出力される信号光の周波数チャープを概ねゼロとすることができる。これにより、周波数チャープによる伝送劣化の小さい光送信装置を提供することができる。 Since the α parameters of the first optical modulator and the second optical modulator have the relationship expressed by the equation (7), the frequency chirp of the signal light output from the second optical modulator is set to approximately zero. can do. As a result, it is possible to provide an optical transmission apparatus with small transmission degradation due to frequency chirp.
具体的には、本発明に係る光送信装置は、連続光を出射する光源と、前記光源の出射する連続光を、送信信号に応じて強度変調して出力する第1の光変調器と、前記第1の光変調器における光の透過率が増加又は減少する間に光の透過率を増加又は減少させて元に戻す制御信号を出力する制御器と、前記第1の光変調器の透過率が増加又は減少する間に前記第1の光変調器から出力された変調光を、変調光が前記第1の光変調器から第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで前記制御信号に応じて強度変調して出力する第2の光変調器と、を備えることを特徴とする。 Specifically, an optical transmission device according to the present invention includes a light source that emits continuous light, a first optical modulator that modulates the intensity of the continuous light emitted from the light source according to a transmission signal, and outputs the modulated light, A controller that outputs a control signal that increases or decreases the light transmittance while the light transmittance increases or decreases in the first light modulator, and returns to the original state; and the transmission of the first light modulator The modulated light output from the first optical modulator while the rate increases or decreases at a timing delayed by the time that the modulated light reaches the second optical modulator from the first optical modulator. And a second optical modulator that outputs an intensity-modulated signal in accordance with a control signal.
第1の光変調器の透過率が増加又は減少する間、第1の光変調器から出力される変調光に周波数チャープが生じる。第2の光変調器での光の透過率を増加又は減少させて元に戻すことで、第2の光変調器から出力される信号光に含まれる周波数チャープを、変調光の周波数チャープよりも減少させることができる。これにより、周波数チャープによる伝送劣化の小さい光送信装置を提供することができる。 While the transmittance of the first optical modulator increases or decreases, frequency chirp is generated in the modulated light output from the first optical modulator. The frequency chirp included in the signal light output from the second optical modulator is made higher than the frequency chirp of the modulated light by increasing or decreasing the light transmittance in the second optical modulator and returning it to the original state. Can be reduced. As a result, it is possible to provide an optical transmission apparatus with small transmission degradation due to frequency chirp.
本発明に係る光送信装置では、前記第1の光変調器及び前記第2の光変調器は、透過率が印加電圧に対する一次関数で近似され、前記制御器は、光の透過率を、増加させた後に減少させるか、又は、減少させた後に増加させることが好ましい。
第2の光変調器の光の透過率が増加又は減少することで、第1の光変調器でのαパラメータの変動に合わせて第2の光変調器のαパラメータを変化させることができる。これにより、第1の光変調器及び第2の光変調器で発生する周波数チャープの和をゼロに近づけることができる。
In the optical transmitter according to the present invention, the first optical modulator and the second optical modulator have a transmittance approximated by a linear function with respect to an applied voltage, and the controller increases the light transmittance. It is preferable to decrease after decreasing or increase after decreasing.
By increasing or decreasing the light transmittance of the second optical modulator, it is possible to change the α parameter of the second optical modulator in accordance with the variation of the α parameter of the first optical modulator. Thereby, the sum of the frequency chirps generated by the first optical modulator and the second optical modulator can be brought close to zero.
本発明に係る光送信装置では、前記制御器は、前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ前の時間にて前記第1の光変調器のαパラメータがゼロになるまで前記第2の光変調器の光の透過率を増加又は減少させ、前記第1の光変調器のαパラメータが零になった時点から前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ前の時間を境に前記第2の光変調器の光の透過率の変化の増減を逆転させることが好ましい。
第1の光変調器のαパラメータがゼロに達する時点で第2の光変調器の光の透過率を元に戻すことで、第1の光変調器及び第2の光変調器で発生する周波数チャープを常に減少させることができる。
In the optical transmission device according to the present invention, the controller sets the α parameter of the first optical modulator at a time before the time from the first optical modulator to the second optical modulator. The light transmittance of the second optical modulator is increased or decreased until it becomes zero, and the second parameter from the first optical modulator is reached when the α parameter of the first optical modulator becomes zero. It is preferable to reverse the increase / decrease in the change in the light transmittance of the second optical modulator, with the time before reaching the optical modulator as the boundary.
The frequency generated in the first optical modulator and the second optical modulator by returning the light transmittance of the second optical modulator to the original when the α parameter of the first optical modulator reaches zero. Chirp can always be reduced.
具体的には、本発明に係る光送信方法は、光源が、連続光を出射する光出射ステップと、第1の光変調器が、前記光出射ステップで出射した連続光を、送信信号に応じて強度変調する送信信号変調ステップと、第2の光変調器が、前記第1の光変調器からの変調光が前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで、前記送信信号変調ステップで出力した変調光を、前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで、数(11)で表されるαパラメータを用いて、送信信号に応じて強度変調して出力するαパラメータ調整ステップと、を順に有することを特徴とする。 Specifically, in the optical transmission method according to the present invention, a light source emits continuous light according to a transmission signal, and a first light modulator emits continuous light emitted in the light emission step according to a transmission signal. A transmission signal modulation step for intensity modulation, and a second optical modulator for a time required for the modulated light from the first optical modulator to reach the second optical modulator from the first optical modulator. At a delayed timing, the modulated light output in the transmission signal modulation step is expressed by the number (11) at a timing delayed by a time required to reach the second optical modulator from the first optical modulator. and an α parameter adjustment step of performing intensity modulation according to the transmission signal using the α parameter and outputting the result.
第1の光変調器及び第2の光変調器のαパラメータが、数(11)で表される関係を有するので、第2の光変調器から出力される信号光の周波数チャープを概ねゼロとすることができる。これにより、周波数チャープによる伝送劣化の小さい光送信装置を提供することができる。 Since the α parameter of the first optical modulator and the second optical modulator has a relationship represented by the formula (11), the frequency chirp of the signal light output from the second optical modulator is set to approximately zero. can do. As a result, it is possible to provide an optical transmission apparatus with small transmission degradation due to frequency chirp.
具体的には、本発明に係る光送信方法は、光源が、連続光を出射する光出射ステップと、透過率が印加電圧に対する一次関数で近似される第1の光変調器が、前記光出射ステップで出射した連続光を、送信信号に応じて強度変調して出力する送信信号変調ステップと、透過率が印加電圧に対する一次関数で近似される第2の光変調器が、前記第1の光変調器からの変調光が前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで、前記送信信号変調ステップで出力した変調光を、数(7)で表されるαパラメータを用いて、送信信号に応じて強度変調して出力するαパラメータ調整ステップと、を順に有することを特徴とする。 Specifically, in the optical transmission method according to the present invention, the light source includes a light emission step in which continuous light is emitted, and the first light modulator whose transmittance is approximated by a linear function with respect to the applied voltage. A transmission signal modulation step for outputting intensity of the continuous light emitted in the step according to a transmission signal, and a second optical modulator whose transmittance is approximated by a linear function with respect to the applied voltage. The modulated light output in the transmission signal modulation step at a timing delayed by the time required for the modulated light from the modulator to reach the second optical modulator from the first optical modulator is expressed by the number (7). And an α parameter adjusting step for outputting an intensity-modulated signal according to a transmission signal using the α parameter.
第1の光変調器及び第2の光変調器のαパラメータが、数(7)で表される関係を有するので、第2の光変調器から出力される信号光の周波数チャープを概ねゼロとすることができる。これにより、周波数チャープによる伝送劣化の小さい光送信方法を提供することができる。 Since the α parameters of the first optical modulator and the second optical modulator have the relationship expressed by the equation (7), the frequency chirp of the signal light output from the second optical modulator is set to approximately zero. can do. Thereby, it is possible to provide an optical transmission method in which transmission degradation due to frequency chirp is small.
具体的には、本発明に係る光送信方法は、光源が、連続光を出射する光出射ステップと、第1の光変調器が、前記光出射ステップで出射した連続光を、送信信号に応じて強度変調して出力する送信信号変調ステップと、第2の光変調器が、前記第1の光変調器の透過率が増加又は減少する間に前記第1の光変調器から出力された変調光を、制御信号に応じて強度変調して出力する透過率調整ステップと、を有し、前記透過率調整ステップにおいて、前記第2の光変調器は、前記第1の光変調器の透過率が増加又は減少する間に前記第1の光変調器から出力された変調光を、変調光が前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで強度変調する間、光の透過率を増加又は減少した後に元に戻すことを特徴とする。 Specifically, in the optical transmission method according to the present invention, a light source emits continuous light according to a transmission signal, and a first light modulator emits continuous light emitted in the light emission step according to a transmission signal. A transmission signal modulating step for intensity-modulating and outputting, and a second optical modulator for modulating the output from the first optical modulator while the transmittance of the first optical modulator increases or decreases A transmittance adjustment step of modulating the intensity of light according to a control signal and outputting the light, wherein in the transmittance adjustment step, the second optical modulator transmits the transmittance of the first optical modulator. The intensity of the modulated light output from the first optical modulator while increasing or decreasing is delayed at the time when the modulated light reaches the second optical modulator from the first optical modulator. During modulation, the light transmittance is increased or decreased and then restored. To.
第1の光変調器の透過率が増加又は減少する間、第1の光変調器から出力される変調光に周波数チャープが生じる。第2の光変調器での光の透過率を増加又は減少させて元に戻すことで、第2の光変調器から出力される信号光に含まれる周波数チャープを、変調光の周波数チャープよりも減少させることができる。これにより、周波数チャープによる伝送劣化の小さい光送信方法を提供することができる。 While the transmittance of the first optical modulator increases or decreases, frequency chirp is generated in the modulated light output from the first optical modulator. The frequency chirp included in the signal light output from the second optical modulator is made higher than the frequency chirp of the modulated light by increasing or decreasing the light transmittance in the second optical modulator and returning it to the original state. Can be reduced. Thereby, it is possible to provide an optical transmission method in which transmission degradation due to frequency chirp is small.
本発明に係る光送信方法では、前記第1の光変調器及び前記第2の光変調器は、光の透過率が印加電圧に対する一次関数で近似され、前記透過率調整ステップにおいて、前記第1の光変調器の光の透過率が増加又は減少している間に、前記第2の光変調器は、光の透過率を、増加させた後に減少させるか、又は、減少させた後に増加させることが好ましい。
第2の光変調器の光の透過率が増加又は減少することで、第1の光変調器でのαパラメータの変動に合わせて第2の光変調器のαパラメータを変化させることができる。これにより、第1の光変調器及び第2の光変調器で発生する周波数チャープの和をゼロに近づけることができる。
In the optical transmission method according to the present invention, the first optical modulator and the second optical modulator are such that the light transmittance is approximated by a linear function with respect to the applied voltage. While the light transmittance of the light modulator increases or decreases, the second light modulator decreases the light transmittance after increasing or increases the light transmittance after decreasing. It is preferable.
By increasing or decreasing the light transmittance of the second optical modulator, it is possible to change the α parameter of the second optical modulator in accordance with the variation of the α parameter of the first optical modulator. Thereby, the sum of the frequency chirps generated by the first optical modulator and the second optical modulator can be brought close to zero.
本発明に係る光送信方法では、前記透過率調整ステップにおいて、前記第2の光変調器は、光の透過率を、前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ前の時間にて前記第1の光変調器のαパラメータがゼロになるまで透過率を増加又は減少させ、前記第1の光変調器のαパラメータが零になった時点から前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ前の時間を境に前記第2の光変調器の光の透過率の変化の増減を逆転させることが好ましい。
第1の光変調器のαパラメータがゼロに達する時点で第2の光変調器の光の透過率を元に戻すことで、第1の光変調器及び第2の光変調器で発生する周波数チャープを常に減少させることができる。
In the optical transmission method according to the present invention, in the transmittance adjustment step, the second optical modulator causes the light transmittance to reach the second optical modulator from the first optical modulator. The transmittance is increased or decreased until the α parameter of the first optical modulator becomes zero at a time just before, and the first parameter from the time when the α parameter of the first optical modulator becomes zero. It is preferable to reverse the increase / decrease in the change in the light transmittance of the second optical modulator at the time before the time from the optical modulator to the second optical modulator.
The frequency generated in the first optical modulator and the second optical modulator by returning the light transmittance of the second optical modulator to the original when the α parameter of the first optical modulator reaches zero. Chirp can always be reduced.
本発明によれば、周波数チャープによる伝送劣化の小さい光送信装置及び光送信方法の提供をすることができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical transmission apparatus and an optical transmission method that are small in transmission degradation due to frequency chirp.
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
(実施形態1)
本実施形態に係る光送信装置は、位相変調を伴い光変調器により強度変調して光信号を送信する光送信装置において、2つの光変調器を具備することとし、それぞれの光変調器のαパラメータを調整することにより、周波数チャープによる伝送劣化の影響を小さくすることを特徴とする。以下、具体的に説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is an example of the configuration of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment.
(Embodiment 1)
The optical transmission apparatus according to the present embodiment includes two optical modulators in an optical transmission apparatus that transmits an optical signal by performing intensity modulation with an optical modulator with phase modulation, and α of each optical modulator. By adjusting the parameters, the influence of transmission degradation due to frequency chirp is reduced. This will be specifically described below.
図1は、本実施形態に係る光送信装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る光送信装置は、光源10と、第1の光変調器12と、第2の光変調器13と、伝送信号が入力される入力端子14と、変換器15を備える。第2の光変調器13は、第1の光変調器12の後段に直列接続されている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the optical transmission apparatus according to the present embodiment. The optical transmission device according to the present embodiment includes a
本実施形態に係る光送信方法は、光出射ステップと、送信信号変調ステップと、αパラメータ調整ステップと、を順に有する。光出射ステップでは、光源10が連続光を出射する。送信信号変調ステップでは、透過率が印加電圧に対する一次関数で近似される第1の光変調器12が、光出射ステップで出射した連続光を、送信信号に応じて強度変調し、変調光を出力する。αパラメータ調整ステップでは、透過率が印加電圧に対する一次関数で近似される第2の光変調器13が、第1の光変調器12からの変調光が第1の光変調器12から第2の光変調器13に到達する時間だけ遅延したタイミングで、送信信号変調ステップで出力した変調光を、数(7)で表されるαパラメータを用いて、送信信号に応じて強度変調し、信号光を出力する。
The optical transmission method according to the present embodiment includes a light emission step, a transmission signal modulation step, and an α parameter adjustment step in this order. In the light emitting step, the
光源10は、連続光を出射する。光源10は、連続光の波長などの光特性に応じて任意に選択される。印加電圧が低い半導体レーザであることが好ましい。
The
変換器15は、入力端子14から入力される伝送信号を第1の光変調器12及び第2の光変調器13の透過率を制御する信号に変換する。そして、第1の光変調器12及び第2の光変調器13に、伝送信号の値に応じて印加電圧の値が切り替わる電圧信号を出力する。例えば、変換器15は、入力端子14から入力された伝送信号を、第1の光変調器12の透過率を制御する電圧信号に変換して、第1の光変調器12に出力する。また、変換器15は、入力端子14から入力された伝送信号を、第2の光変調器13の透過率を制御する電圧信号に変換して、第2の光変調器13に出力する。
The
変換器15は、数(7)が成立する強度に調整する。例えば、V1=V2であれば、第1の光変調器12及び第2の光変調器13の透過率に対して等しい電圧の電圧信号を出力する。これによって、第1の光変調器12及び第2の光変調器13への印加電圧が小さく、αパラメータの影響が大きくなる場合であっても、周波数チャープによる伝送劣化の小さい信号光とすることができる。
The
第1の光変調器12は、光源10の出射する連続光を、変換器15からの送信信号に応じて強度変調して、変調光を出力する。そして、第2の光変調器13は、第1の光変調器12の出力する変調光を、変換器15からの送信信号に応じて強度変調して、信号光を出力する。第1の光変調器12及び第2の光変調器13は、強度変調に位相変調が伴う光変調器であり、例えばEA変調器である。装置の小型化のために、第1の光変調器12及び第2の光変調器13は、それぞれ電気的に分離された状態で光源10と一体となっていることが好ましい。
The
本実施形態では、後段の第2の光変調器13が前段の第1の光変調器12の光強度に依存することを考慮して、後述の数(7)の関係をみたすように、第2の光変調器13のαパラメータα2が調整されている。αパラメータは、実測した結果などにより調整し、設定し、その後の通信条件の変化がなければ、その後は一定とすることができる。なお、αパラメータを調整するのは、第2の光変調器13に限らず、第1の光変調器12であってもよいし、第1の光変調器12及び第2の光変調器13の両方であってもよい。
In the present embodiment, considering that the second
αパラメータの調整原理について説明する。
第1の光変調器12及び第2の光変調器13は、透過率が印加電圧に対する一次関数で近似される。この場合、第1の光変調器12及び第2の光変調器13の光強度P1、P2は、第1の光変調器12及び第2の光変調器13の透過率が1のときの光強度P1、P2を1として、次式で表される。
In the first
ここで、V1及びV2は、それぞれ、第1の光変調器12及び第2の光変調器13の印加電圧である。k1は第1の光変調器12の透過率を印加電圧V1の一次関数と近似したときの比例係数、k2は第2の光変調器13の透過率を印加電圧V2の一次関数と近似したときの比例係数である。第1の光変調器12及び第2の光変調器13の透過率は、第1の光変調器12及び第2の光変調器13における挿入損失を考慮したうえで設定する。
Here, V 1 and V 2 are applied voltages of the first
第1の光変調器12及び第2の光変調器13の周波数チャープΔf1、Δf2は、次式で表される。
数(4)及び数(5)に示すように、第2の光変調器13の光強度は第1の光変調器12の光強度の関数であり、電圧印加時に第1の光変調器12及び第2の光変調器13のαパラメータの比が保たれ、両印加電圧V1及びV2が等しいとすると、光送信装置から出力される光信号の周波数チャープは次式の矢印以下で表される。このため、光送信装置から出力される光信号の周波数チャープは次式で表される。
第1の光変調器12及び第2の光変調器13のαパラメータは次式が成り立てば、第1の光変調器12及び第2の光変調器13が光を変調する際に位相変調を伴うことで発生する周波数チャープ(Δf1+Δf2)を略ゼロとすることができる。
また、第1の光変調器12及び第2の光変調器13の透過率が印加電圧に対して反比例で近似される場合にも、光送信装置から出力される光信号の周波数チャープは次式で表されることから、第1の光変調器12及び第2の光変調器13のαパラメータα2がα2=−0.5α1の関係をみたすことで、第1の光変調器12及び第2の光変調器13が光を変調する際に位相変調を伴うことで発生する周波数チャープを略ゼロとすることができる。
V1=V2が成立する場合の実施形態について説明したが、V1=V2が成立しないときもある。この場合は、周波数チャープによる伝送特性への影響は特に光強度が大きいときに顕著であることを利用して、第1の光変調器12若しくは第2の光変調器13又は第1の光変調器12及び第2の光変調器13の印加電圧を調整することが好ましい。
Although the embodiment in the case where V 1 = V 2 is described has been described, there is a case where V 1 = V 2 is not satisfied. In this case, using the fact that the influence on the transmission characteristics due to the frequency chirp is particularly remarkable when the light intensity is high, the first
数(6)において、光強度が大きいとき、すなわち印加電圧V1及びV2の絶対値が小さいとき、次式が成り立つ。
このため、第1の光変調器12及び第2の光変調器13のαパラメータが数(7)の関係をみたすことで、V1=V2が成立しないときであっても、第1の光変調器12及び第2の光変調器13が光を変調する際に位相変調を伴うことで発生する周波数チャープ(Δf1+Δf2)を略ゼロとすることができる。
For this reason, the α parameter of the first
(実施形態2)
本実施形態に係る光送信装置は、位相変調を伴い光変調器により強度変調して光信号を送信する光送信装置において、2つの光変調器を具備することとし、データに応じて一方の光変調器に印加する入力値の切替のタイミングに合わせて、他方の光変調器の透過率を増加させた後に減少させることにより、周波数チャープによる伝送劣化の影響を小さくすることを特徴とする。以下、具体的に説明する。
(Embodiment 2)
The optical transmission device according to the present embodiment includes two optical modulators in an optical transmission device that transmits an optical signal by intensity modulation by an optical modulator with phase modulation. In accordance with the switching timing of the input value applied to the modulator, the transmittance of the other optical modulator is increased and then decreased to reduce the influence of transmission deterioration due to frequency chirp. This will be specifically described below.
図2は、本実施形態に係る光送信装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る光送信装置は、実施形態1に係る変換器15に代えて変換器16を、第2の光変調器13に代えて第2の光変調器18を備え、制御器17をさらに備える。具体的には、本実施形態に係る光送信装置は、光源10と、第1の光変調器12と、第2の光変調器18と、入力端子14と、変換器16と、制御器17を備える。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the optical transmission apparatus according to the present embodiment. The optical transmission apparatus according to the present embodiment includes a
本実施形態に係る光送信方法は、光出射ステップと、送信信号変調ステップと、透過率調整ステップと、を順に有する。光出射ステップでは、光源10が、連続光を出射する。送信信号変調ステップでは、第1の光変調器12が、光出射ステップで出射した連続光を、送信信号に応じて強度変調して出力する。透過率調整ステップでは、第2の光変調器18が、第1の光変調器12の透過率が増加又は減少する間に第1の光変調器12から出力された変調光を、変調光が第1の光変調器12から第2の光変調器18に到達する時間だけ遅延したタイミングで制御信号に応じて強度変調して出力する。制御信号は、制御器17から入力された信号であり、例えば第1の光変調器12に入力する電圧信号が変形した信号である。透過率調整ステップにおいて、第2の光変調器18は、第1の光変調器12の透過率が増加又は減少する間に第1の光変調器12から出力された変調光を強度変調する間、制御信号によって、光の透過率を増加した後に元に戻す。
The optical transmission method according to the present embodiment includes a light emission step, a transmission signal modulation step, and a transmittance adjustment step in this order. In the light emitting step, the
透過率調整ステップにおいて、第2の光変調器18は、光の透過率を、増加させた後に減少させることが好ましい。さらに、制御器17は、第1の光変調器12から第2の光変調器18に到達する時間だけ前の時間にて第1の光変調器12のαパラメータが零になるまで第2の光変調器18の光の透過率を増加又は減少させ、第1の光変調器12のαパラメータが零になった時点から第1の光変調器12から第2の光変調器18に到達する時間だけ前の時間を境に第2の光変調器18の光の透過率の変化の増減を逆転させることが好ましい。後述の図3において示すように、第1の光変調器12の光強度P1の立ち上がり及び立下りの遷移の間では、第1の光変調器12で発生する周波数チャープΔf1は単調増加して、マイナスの値からプラスの値に変化する。このため、第2の光変調器18における光の透過率を、単調増加させた後に単調減少させることで、周波数チャープ(Δf1+Δf2)を減少させることができる。
In the transmittance adjustment step, the second
透過率調整ステップにおいて、第2の光変調器18のαパラメータα2の値が大きいことが好ましい。αパラメータは、デバイスに依存するが、例えば+2から−2のようなゼロを跨ぐ可変域を有し、印加電圧の絶対値を大きくするにつれて小さな値となる。そのため、αパラメータの値の大きなところで変調することで、変調光をほとんど透過する状態で、第2の光変調器18で発生する周波数チャープΔf2の量を大きく変更することができる。
In the transmittance adjusting step, it is preferable that the value of the α parameter α 2 of the second
光源10及び入力端子14から第1の光変調器12までの構成については実施形態1と同様である。変換器16は、第1の光変調器12の透過率を制御する信号に変換する。そして、第1の光変調器12に、伝送信号の値に応じて第1の光変調器12の印加電圧の値が切り替わる電圧信号を出力する。第1の光変調器12は、光源10の出射する連続光を、送信信号に応じて強度変調して出力する。
The configuration from the
第1の光変調器12での印加電圧の増減を検出するため、変換器16の出力した電圧信号は、制御器17にも入力される。これにより、第2の光変調器18は、第1の光変調器12の透過率が増加又は減少する間に第1の光変調器12から出力された変調光を強度変調する。
The voltage signal output from the
第2の光変調器18は、第1の光変調器12で発生する周波数チャープを減少させるように第2の光変調器18における光の透過率を変化させる。例えば、第1の光変調器12における光の透過率を増加又は減少させると、周波数チャープΔf1は負から正に増加する。このため、第2の光変調器18において正から負に減少する周波数チャープΔf2を発生させることで、周波数チャープ(Δf1+Δf2)を減少させることができる。
The second
第2の光変調器18は、第1の光変調器12の透過率が増加又は減少する間に第1の光変調器12から出力された変調光を、制御器17からの制御信号に応じて強度変調して出力する。制御器17からの制御信号は、第2の光変調器18における変調光の透過率を増加させて元に戻す信号である。αパラメータα2の値は、概ね印加電圧に対する一次関数と見なせる。例えば、印加電圧の絶対値の増加に伴い減少し、正の値から負の値をとるようになる。このようなαパラメータである場合、第2の光変調器18における変調光の透過率を増加させて元に戻すと、第2の光変調器18のαパラメータα2は、数(1)に示すように、変調光の透過率に合わせて増加して元に戻る。例えば、周波数チャープΔf2は、次式に表されるように、第1の光変調器12の印加電圧の影響を受けながら、図3(f)に示す挙動を示す。ただし、周波数チャープΔf2は次式に限定されるものではない。
第2の光変調器18から出力される信号光の周波数チャープは、第2の光変調器18のαパラメータが一旦増加して元に戻ることで、第2の光変調器18から出力される信号光の周波数チャープ(Δf1+Δf2)を減少させることができる。実施形態1では、第1の光変調器12及び第2の光変調器13のαパラメータが特定の関係にあることを要したが、本実施形態ではその必要はない。例えば、第1の光変調器12及び第2の光変調器18のαパラメータは、同一印加電圧に対して同じαパラメータであってもよい。
The frequency chirp of the signal light output from the second
制御器17は、第1の光変調器12における光の透過率が増加又は減少する間に光の透過率を増加させて元に戻す制御信号を、第2の光変調器18に出力する。第2の光変調器18がEA変調器であれば、制御信号は、例えば、EA変調器の印加電圧を可変する電圧信号である。この場合、印加電圧の絶対値を減少することで第2の光変調器18の光の透過率を一旦増加させ、その後、印加電圧の絶対値を元に戻すことで第2の光変調器18の光の透過率を元に戻す。このとき、制御器17は、第2の光変調器18における光の透過率を、単調増加させた後に単調減少させる。周波数チャープΔf1の発生する光強度の過渡状態において、第1の光変調器12による周波数チャープΔf1の値と逆符号の周波数チャープΔf2を第2の光変調器18により与えるので、第2の光変調器18を出力後の周波数チャープ(Δf1+Δf2)を軽減することができる。制御器17は、変換器16の機能の一部として変換器16に内蔵されていてもよい。
The
周波数チャープΔf1の発生している変調信号に対して強度変調を行うために、制御器17は、第1の光変調器12の印加電圧の値を切り替える間に、第2の光変調器18の光の透過率を一旦増加して元に戻す。ここで、両光変調器の電圧の値の変更は、光が第1の光変調器12から第2の光変調器18に到達する時間だけ遅延したタイミングで行う。第1の光変調器12の印加電圧が切り替えたタイミング以外における第2の光変調器18の印加電圧の絶対値は、光信号伝送のために十分な光信号強度が確保される値に抑えることが好ましい。また、第1の光変調器12のαパラメータα1がゼロになる時点を境にαパラメータα1の符号が逆転するので、第1の光変調器12のαパラメータがゼロになるまで第2の光変調器18の光の透過率を増加させ、第1の光変調器12のαパラメータがゼロになった時点を境に第2の光変調器18の光の透過率を元に戻すことが好ましい。さらに、第1の光変調器12のαパラメータα1がゼロになる時点で、第2の光変調器18の吸収率が最低となるようにすることが好ましい。
In order to perform intensity modulation on the modulation signal generated by the frequency chirp Δf 1 , the
図3は、本実施形態に係る制御器の動作の一例を示す模式図であり、(a)は第1の光変調器12の透過率、(b)はαパラメータα1、(c)は周波数チャープΔf1、(d)は第2の光変調器18の透過率、(e)はαパラメータα2、(f)は周波数チャープΔf2を示す。第1の光変調器12及び第2の光変調器18の透過率が1のとき、光強度P1、P2を1とする。なお、図3(e)に示すαパラメータα2は、印加電圧の絶対値の増加につれて、その値が正から負に向けて小さくなると仮定して、印加電圧は、αパラメータα2が正の値の範囲内で印加している。αパラメータα2が、印加電圧の絶対値の増加につれて、その値が負から正に向けて大きくなる場合は、印加電圧は、αパラメータα2が負の値の範囲内で印加し、図3(e)は上ではなく下に凸となる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the operation of the controller according to the present embodiment, where (a) shows the transmittance of the first
第1の光変調器12の光強度P1の立ち上がりにおいて、第1の光変調器12のαパラメータα1が負で、光強度P1が増加してdP1/dtが正であり、周波数チャープΔf1が負であるとき、第2の光変調器18のαパラメータα2が正で、光強度P2が増加してdP2/dtが正であるので、数(1)により、周波数チャープΔf2が正である。
At the rise of the light intensity P 1 of the
第1の光変調器12の光強度P1がさらに増加して、第1の光変調器12のαパラメータα1が正になるとき、光強度P1はそのまま増加してdP1/dtが正であり、周波数チャープΔf1が正であるときに、第2の光変調器18のαパラメータα2が正で、光強度P2が減少してdP2/dtが負であるので、数(1)により、周波数チャープΔf2が負となる。
When the light intensity P 1 of the
第1の光変調器12の光強度の立ち下がりにおいて、第1の光変調器12のαパラメータα1が正で、光強度P1が減少してdP1/dtが負であり、周波数チャープΔf1が負であるとき、第2の光変調器18のαパラメータα2が正で、光強度P2が増加してdP2/dtが正であるので、数(1)により、周波数チャープΔf2が正である。
At the fall of the light intensity of the
第1の光変調器12の光強度P1がさらに減少して、第1の光変調器12のαパラメータα1が負になるとき、光強度P1はそのまま減少してdP1/dtが負であり、周波数チャープΔf1が正であるときに、第2の光変調器18のαパラメータα2が正で、光強度P2が減少してdP2/dtが負であるので、数(1)により、周波数チャープΔf2が負となる。
When the light intensity P 1 of the
以上述べたように、本実施形態では、第1の光変調器12のαパラメータα1の値の符号の変化に応じて、第2の光変調器18の透過率を増加から減少に転じ、かつ、第2の光変調器18のパラメータα2の値の符号を変化させないようにしている。これにより、第2の光変調器18による周波数チャープΔf2を発生させ、第1の光変調器12による周波数チャープΔf1と逆の周波数チャープを第2の光変調器18で印加することが可能である。そのため、周波数チャープの影響を軽減して、第2の光変調器18から出力される信号光の周波数チャープ(Δf1+Δf2)による伝送特性の劣化を抑止することができる。
As described above, in the present embodiment, the transmittance of the second
(実施形態3)
本実施形態に係る光送信装置は、位相変調を伴い光変調器により強度変調して光信号を送信する光送信装置において、2つの光変調器を具備することとし、一方の光変調器のデータに応じて印加する入力値の切替の間に、他方の光変調器の透過率を減少させた後に増加させることにより、周波数チャープによる伝送劣化の影響を小さくすることを可能とする。ここで、両光変換器の電圧の変更は、光が一方から他方の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで行う。以下、具体的に説明する。
(Embodiment 3)
The optical transmission device according to the present embodiment includes two optical modulators in an optical transmission device that transmits an optical signal with phase modulation and intensity modulation by an optical modulator, and data of one optical modulator. Accordingly, during the switching of the input value to be applied, the transmittance of the other optical modulator is decreased and then increased, thereby reducing the influence of transmission degradation due to frequency chirp. Here, the voltage of both the optical converters is changed at a timing delayed by the time required for light to reach one optical modulator from the other. This will be specifically described below.
本実施形態に係る光送信装置は、図2における制御器17が実施形態2と異なる。本実施形態に係る制御器17は、第2の光変調器18の透過率を一旦減少した後に元に戻すことを特徴とする。本実施形態では、第1の光変調器12と第2の光変調器18とで印加電圧に対するαパラメータの値が異なる。実施形態2では、両光変調器とも、印加電圧の絶対値の増大に応じて、αパラメータの値が減少するとしていたが、本実施形態では、一方の光変調器は、印加電圧の絶対値の増大に応じて、αパラメータの値が減少し、他方は増加する。本実施形態でも、第2の光変調器18は、αパラメータの正負の符号が変わらない印加電圧の範囲で第2の光変調器18に電圧を印加するのは変わらない。
The optical transmitter according to the present embodiment is different from the second embodiment in the
本実施形態に係る光送信方法では、実施形態2で説明した透過率調整ステップにおいて、第2の光変調器18は、変調光が第1の光変調器12から第2の光変調器18に到達する時間だけ遅延したタイミングで、制御信号によって、第1の光変調器12の透過率が増加又は減少している間に、光の透過率を減少した後に元に戻すことを特徴とする。
In the optical transmission method according to the present embodiment, in the transmittance adjustment step described in the second embodiment, the second
ここで、透過率調整ステップにおいて、第2の光変調器18は、光の透過率を、減少させた後に増加させることが好ましい。さらに、制御器17は、第1の光変調器12から第2の光変調器18に到達する時間だけ前の時間にて第1の光変調器12のαパラメータが零になるまで第2の光変調器18の光の透過率を増加又は減少させ、第1の光変調器12のαパラメータが零になった時点から第1の光変調器12から第2の光変調器18に到達する時間だけ前の時間を境に第2の光変調器18の光の透過率の変化の増減を逆転させることが好ましい。後述の図4において示すように、第1の光変調器12の光強度P1の立ち上がり及び立下りの遷移の間では、第1の光変調器12で発生する周波数チャープΔf1は単調増加する。このため、第2の光変調器18における光の透過率を、減少させた後に増加させることで、周波数チャープ(Δf1+Δf2)を減少させることができる。
Here, in the transmittance adjustment step, the second
制御器17は、光の透過率を減少させて元に戻す制御信号を、第2の光変調器18に出力する。制御信号の入力によって、第2の光変調器18は、第1の光変調器12の印加電圧の値を切り替えるタイミングから光が第1の光変調器12から第2の光変調器18に到達する時間だけ遅延したタイミングで透過率を一旦減少させた後に元に戻す。これにより、実施形態2と同様の効果を得ることができる。
The
本実施形態では、第1の光変調器12の透過率が最大の時に、第2の光変調器18の透過率を大きくすることができる。そのため、周波数チャープの影響を軽減して、周波数チャープによる伝送特性の劣化を抑止するとともに、実施形態2に比べて第2の光変調器18を通過後の光信号の消光比を大きくできる効果がある。
In the present embodiment, when the transmittance of the first
図4は、本実施形態に係る制御器の動作の一例を示す模式図であり、(a)は第1の光変調器12の透過率、(b)はαパラメータα1、(c)は周波数チャープΔf1、(d)は第2の光変調器18の透過率、(e)はαパラメータα2、(f)は周波数チャープΔf2を示す。第1の光変調器12及び第2の光変調器18の透過率が1のとき、光強度P1、P2を1とする。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of the operation of the controller according to the present embodiment, where (a) is the transmittance of the first
第1の光変調器12の光強度の立ち上がりにおいて、第1の光変調器12のαパラメータα1が負で、光強度P1が増加してdP1/dtが正であり、周波数チャープΔf1が負であるとき、第2の光変調器18のαパラメータα2が負で、光強度P2が減少してdP2/dtが負であるので、数(1)により、周波数チャープΔf2が正となる。
At the rise of the light intensity of the
第1の光変調器12の光強度P1がさらに増加して、第1の光変調器12のαパラメータα1が正になるとき、光強度P1はそのまま増加してdP1/dtが正であり、周波数チャープΔf1が正であるときに、第2の光変調器18のαパラメータα2が負で、光強度P2が増加してdP2/dtが正であるので、数(1)により、周波数チャープΔf2が負となる。
When the light intensity P 1 of the
第1の光変調器12の光強度の立ち下がりにおいて、第1の光変調器12のαパラメータα1が正で、光強度P1が減少してdP1/dtが負であり、周波数チャープΔf1が負であるとき、第2の光変調器18のαパラメータα2が負で、光強度P2が減少してdP2/dtが負であるので、数(1)により、周波数チャープΔf2が正となる。
At the fall of the light intensity of the
第1の光変調器12の光強度P1がさらに減少して、第1の光変調器12のαパラメータα1が負になるとき、光強度P1はそのまま減少してdP1/dtが負であり、周波数チャープΔf1が正であるときに、第2の光変調器18のαパラメータα2が負で、光強度P2が増加してdP2/dtが正であるので、数(1)により、周波数チャープΔf2が負となる。
When the light intensity P 1 of the
以上述べたように、本実施形態では、第1の光変調器12のαパラメータα1の値の符号の変化に応じて、第2の光変調器18の透過率を減少から増加に転じ、かつ、第2の光変調器18のパラメータα2の値の符号を変化させないようにしている。これにより、第2の光変調器18による周波数チャープΔf2を発生させ、第1の光変調器12による周波数チャープΔf1と逆の周波数チャープを第2の光変調器18で印加することができる。そのため、周波数チャープの影響を軽減して、第2の光変調器18から出力される信号光の周波数チャープ(Δf1+Δf2)による伝送特性の劣化を抑止することができる。
As described above, in the present embodiment, the transmittance of the second
(実施形態4)
本実施形態に係る光送信装置は、図1に示す実施形態1に係る光送信装置とほぼ同様であるが、第1の光変調器12及び第2の光変調器13のαパラメータの関係が、V1=V2に限定されない点で実施形態1と異なる。すなわち、実施形態1では、第1の光変調器12及び第2の光変調器13の透過率を数(4)のように透過率が印加電圧に対する一次関数で近似されるとしていたが、これに限定されない。
(Embodiment 4)
The optical transmission apparatus according to the present embodiment is substantially the same as the optical transmission apparatus according to the first embodiment illustrated in FIG. 1, but the relationship between the α parameters of the first
具体的には、連続光を出射する光源10と、光源の出射する連続光を、送信信号に応じて強度変調する第1の光変調器12と、第1の光変調器からの変調光を、送信信号に応じて強度変調する第2の光変調器13と、を備える。第2の光変調器13は、変調光が第1の光変調器12から第2の光変調器13に到達する時間だけ遅延したタイミングで駆動され、第1の光変調器12及び第2の光変調器13のαパラメータが次式で表される関係を有することを特徴とする。
Specifically, the
本実施形態に係る光送信方法は、光出射ステップと、送信信号変調ステップと、αパラメータ調整ステップと、を順に有する。光出射ステップでは、光源10が、連続光を出射する。送信信号変調ステップでは、第1の光変調器12が、光出射ステップで出射した連続光を、送信信号に応じて強度変調する。αパラメータ調整ステップでは、第2の光変調器13が、第1の光変調器12からの変調光が第1の光変調器12から第2の光変調器13に到達する時間だけ遅延したタイミングで、送信信号変調ステップで出力した変調光を、第1の光変調器12から第2の光変調器13に到達する時間だけ遅延したタイミングで、数(11)で表されるαパラメータを用いて、送信信号に応じて強度変調して出力する。
The optical transmission method according to the present embodiment includes a light emission step, a transmission signal modulation step, and an α parameter adjustment step in this order. In the light emitting step, the
第1の光変調器12及び第2の光変調器13のαパラメータが数(11)で表されることで、第1の光変調器12及び第2の光変調器13が光を変調する際に位相変調を伴うことで発生する周波数チャープを略ゼロとすることができる。
The α parameter of the first
本発明は、光ファイバ通信において用いられる光送信装置及び光送信方法に利用することができる。 The present invention can be used for an optical transmission device and an optical transmission method used in optical fiber communication.
10 光源
12 第1の光変調器
13、18 第2の光変調器
14 入力端子
15、16 変換器
17 制御器
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記光源の出射する連続光を、送信信号に応じて強度変調する第1の光変調器と、
前記第1の光変調器からの変調光を、前記送信信号に応じて強度変調して出力する第2の光変調器と、を備え、
前記第2の光変調器は、変調光が前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで駆動され、前記第1の光変調器及び前記第2の光変調器のαパラメータが次式で表される関係を有することを特徴とする光送信装置。
A first light modulator for intensity-modulating the continuous light emitted from the light source according to a transmission signal;
A second optical modulator that modulates the intensity of the modulated light from the first optical modulator according to the transmission signal and outputs the modulated light,
The second optical modulator is driven at a timing delayed by a time when modulated light reaches the second optical modulator from the first optical modulator, and the first optical modulator and the second optical modulator An optical transmitter characterized in that the α parameter of the optical modulator has a relationship represented by the following equation:
透過率が印加電圧に対する一次関数で近似され、前記光源の出射する連続光を、送信信号に応じて強度変調して出力する第1の光変調器と、
透過率が印加電圧に対する一次関数で近似され、前記第1の光変調器からの変調光を、送信信号に応じて強度変調して出力する第2の光変調器と、を備え、
前記第2の光変調器は、変調光が前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで駆動され、
前記第1の光変調器及び前記第2の光変調器のαパラメータが、次式で表される関係を有することを特徴とする光送信装置。
A first optical modulator whose transmittance is approximated by a linear function with respect to an applied voltage, and intensity-modulating and outputting continuous light emitted from the light source according to a transmission signal;
A second optical modulator that has a transmittance approximated by a linear function with respect to an applied voltage, and modulates and outputs the modulated light from the first optical modulator according to a transmission signal;
The second optical modulator is driven at a timing delayed by a time for the modulated light to reach the second optical modulator from the first optical modulator,
An optical transmission apparatus characterized in that α parameters of the first optical modulator and the second optical modulator have a relationship represented by the following expression.
前記光源の出射する連続光を、送信信号に応じて強度変調して出力する第1の光変調器と、
前記第1の光変調器における光の透過率が増加又は減少する間に光の透過率を増加又は減少させて元に戻す制御信号を出力する制御器と、
前記第1の光変調器の透過率が増加又は減少する間に前記第1の光変調器から出力された変調光を、変調光が前記第1の光変調器から第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで前記制御信号に応じて強度変調して出力する第2の光変調器と、
を備えることを特徴とする光送信装置。 A light source that emits continuous light;
A first optical modulator that modulates the intensity of the continuous light emitted from the light source according to a transmission signal and outputs the modulated light;
A controller that outputs a control signal that increases or decreases the light transmittance while the light transmittance increases or decreases in the first light modulator;
Modulated light output from the first optical modulator while the transmittance of the first optical modulator increases or decreases, and modulated light is transmitted from the first optical modulator to the second optical modulator. A second optical modulator that outputs an intensity-modulated signal according to the control signal at a timing delayed by an arrival time;
An optical transmission device comprising:
前記制御器は、光の透過率を、増加させた後に減少させるか、又は、減少させた後に増加させることを特徴とする請求項3に記載の光送信装置。 The first optical modulator and the second optical modulator have a transmittance approximated by a linear function with respect to an applied voltage,
The optical transmission device according to claim 3, wherein the controller decreases the light transmittance after increasing or increases the light transmittance after decreasing the light transmittance.
第1の光変調器が、前記光出射ステップで出射した連続光を、送信信号に応じて強度変調する送信信号変調ステップと、
第2の光変調器が、前記第1の光変調器からの変調光が前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで、前記送信信号変調ステップで出力した変調光を、前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで、数(1)で表されるαパラメータを用いて、送信信号に応じて強度変調して出力するαパラメータ調整ステップと、を順に有することを特徴とする光送信方法。 A light emitting step in which the light source emits continuous light; and
A transmission signal modulation step in which the first light modulator intensity-modulates the continuous light emitted in the light emission step according to a transmission signal;
The second optical modulator is configured to modulate the transmission signal at a timing delayed by a time required for the modulated light from the first optical modulator to reach the second optical modulator from the first optical modulator. In response to the transmission signal using the α parameter expressed by the number (1) at a timing delayed by the time required to reach the second optical modulator from the first optical modulator. And an α parameter adjusting step for intensity-modulating and outputting in order.
透過率が印加電圧に対する一次関数で近似される第1の光変調器が、前記光出射ステップで出射した連続光を、送信信号に応じて強度変調して出力する送信信号変調ステップと、
透過率が印加電圧に対する一次関数で近似される第2の光変調器が、前記第1の光変調器からの変調光が前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで、前記送信信号変調ステップで出力した変調光を、数(2)で表されるαパラメータを用いて、送信信号に応じて強度変調して出力するαパラメータ調整ステップと、を順に有することを特徴とする光送信方法。 A light emitting step in which the light source emits continuous light; and
A transmission signal modulation step in which the first optical modulator whose transmittance is approximated by a linear function with respect to the applied voltage outputs intensity of the continuous light emitted in the light emission step according to the transmission signal;
In the second optical modulator whose transmittance is approximated by a linear function with respect to the applied voltage, the modulated light from the first optical modulator reaches the second optical modulator from the first optical modulator. An α parameter adjustment step of modulating the intensity of the modulated light output in the transmission signal modulation step at a timing delayed by time according to the transmission signal using the α parameter represented by the number (2); In order.
第1の光変調器が、前記光出射ステップで出射した連続光を、送信信号に応じて強度変調して出力する送信信号変調ステップと、
第2の光変調器が、前記第1の光変調器の透過率が増加又は減少する間に前記第1の光変調器から出力された変調光を、制御信号に応じて強度変調して出力する透過率調整ステップと、を有し、
前記透過率調整ステップにおいて、前記第2の光変調器は、前記第1の光変調器の透過率が増加又は減少する間に前記第1の光変調器から出力された変調光を、変調光が前記第1の光変調器から前記第2の光変調器に到達する時間だけ遅延したタイミングで強度変調する間、光の透過率を増加又は減少した後に元に戻すことを特徴とする光送信方法。 A light emitting step in which the light source emits continuous light; and
A transmission signal modulation step in which the first light modulator outputs the continuous light emitted in the light emission step after intensity modulation according to the transmission signal;
The second optical modulator modulates the intensity of the modulated light output from the first optical modulator while the transmittance of the first optical modulator increases or decreases, and outputs the modulated light according to a control signal. A transmittance adjusting step to
In the transmittance adjustment step, the second optical modulator converts the modulated light output from the first optical modulator into modulated light while the transmittance of the first optical modulator increases or decreases. The optical transmission is characterized in that the light transmission is increased or decreased and then restored while intensity modulation is performed at a timing delayed by the time from the first optical modulator to the second optical modulator. Method.
前記透過率調整ステップにおいて、前記第2の光変調器は、光の透過率を、増加させた後に減少させるか、又は、減少させた後に増加させることを特徴とする請求項8に記載の光送信方法。 In the first light modulator and the second light modulator, light transmittance is approximated by a linear function with respect to an applied voltage,
9. The light according to claim 8, wherein, in the transmittance adjustment step, the second light modulator decreases the light transmittance after increasing or increases the light transmittance after decreasing the light transmittance. Transmission method.
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