JP2013160956A - 光送信器および光変調器のバイアス制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光送信器は、入力データから駆動信号を生成する駆動信号生成器と、印加される電圧に対して出力光の強度が変化する電圧対光強度特性を有し、駆動信号に対応する光信号を生成する光変調器と、駆動信号と光信号を表す電気信号とを掛け合わせる乗算器と、乗算器の出力に基づいて光変調器のバイアス電圧を制御する制御部と、を有する。
【選択図】図6
Description
(a)f0成分Cの位相が、バイアス電圧に重畳された低周波信号と同じであれば、バイアス電圧を高くする。
(b)f0成分Cの位相が、バイアス電圧に重畳された低周波信号と逆であれば、バイアス電圧を低くする。
(c)f0成分Cの強度がゼロであれば、バイアス電圧を維持する。(ゼロは、十分に小さい閾値よりも小さい状態を含む)
図6は、第1の実施形態の光送信器の構成を示す。第1の実施形態の光送信器1Aは、図6に示すように、デジタル信号処理部21、D/Aコンバータ22i、22q、増幅器23i、23q、光源(LD)24、光変調器25、制御部26、受光器(PD)27、スイッチ28、乗算器29、検出部30を有する。
光変調器25は、この実施例では、マッハツェンダ型のLN変調器である。すなわち、光変調器25は、印加される電圧に対して出力光の強度が周期的に変化する電圧対光強度特性を有する。また、光変調器25は、光スプリッタ25a、Iアーム、Qアーム、位相シフト器25b、光コンバイナ25cを有する。
モニタ信号は、乗算器29の出力信号を表す。すなわち、モニタ信号は、スイッチ28により選択された駆動信号(例えば、駆動信号I)と光信号を表す電気信号とを掛け合わせるにより得られる。ここで、バイアス電圧が最適点に制御されているときは、モニタ信号の中心は「ゼロ」である。なお、図7に示すモニタ信号は、電圧波形を表している。
なお、S4においてモニタ信号の平均電圧がゼロまたはほぼゼロであったときは、制御部26は、Iアームのバイアス電圧Vdiを維持してもよい。同様に、S7においてモニタ信号の平均電圧がゼロまたはほぼゼロであったときは、制御部26は、Qアームのバイアス電圧Vdqを維持してもよい。
図9(a)〜図9(c)において、特性Aは、駆動信号の振幅が0.8×Vπであるときのモニタ信号のパワーを表す。また、特性Bは、駆動信号の振幅が1.6×Vπであるときのモニタ信号のパワーを表す。
さらに、IアームおよびQアームそれぞれに対して乗算器29および検出部30を設けてもよい。
第2の実施形態の光送信器の構成は、第1の実施形態と実質的に同じである。即ち、第2の実施形態は、図6、図11、図12に示す構成に適用可能である。ただし、第2の実施形態では、パイロット信号を利用して光変調器25のバイアス電圧が制御される。パイロット信号は、光信号のシンボルレートに対して十分に低速な低周波信号であり、バイアス電圧に重畳される。
図14は、第3の実施形態の光送信器の構成を示す。第3の実施形態の光送信器1Bは、偏波多重光信号を送信する。
変調方式:DP−QPSK
偏波回転:30度
駆動信号の振幅:0.8×Vπ
波長分散(図15):ゼロ
波長分散(図16):10000ps/nm
変調方式:DP−QPSK
偏波回転:30度
帯域フィルタ(LPF)のカットオフ周波数:1GHz
駆動信号の振幅:0.8×Vπ、1.6×Vπ
波長分散(図17(a)):ゼロ
波長分散(図17(b)):3000ps/nm
波長分散(図17(c)):10000ps/nm
S21において、制御部26は、バイアス電圧の初期値を設定する。初期値は、たとえば、0ボルトである。この場合、制御部26は、光変調器25XのIアームおよびQアームのバイアス電圧をゼロに設定すると共に、光変調器25YのIアームおよびQアームのバイアス電圧をゼロに設定する。
第4の実施形態の光送信器は、1/f雑音を抑制する機能を備える。この機能は、第1の実施形態の光送信器および第2の実施形態の光送信器に適用可能である。以下では、第1の実施形態の光送信器に1/f雑音を抑制する機能を加えた構成について説明する。
第1〜第4の実施形態において、光変調器25(25X、25Y)のバイアス電圧を制御する制御部26は、デジタル信号処理部21の一部として実現してもよい。この構成によれば、光送信器のサイズを小さくできる。
21 デジタル信号処理部
21a 駆動信号生成部
24 光源(LD)
25 光変調器
26 制御部
27 受光器(PD)
28 スイッチ
29 乗算器
30 検出部
31a、31i、31q 帯域フィルタ(LPF)
62i、62q 変調用チョッパ器
63 復調用チョッパ器
Claims (11)
- 入力データから駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
印加される電圧に対して出力光の強度が変化する電圧対光強度特性を有し、前記駆動信号に対応する光信号を生成する光変調器と、
前記駆動信号と前記光信号を表す電気信号とを掛け合わせる乗算器と、
前記乗算器の出力に基づいて前記光変調器のバイアス電圧を制御する制御部と、
を有することを特徴とする光送信器。 - 前記駆動信号をフィルタリングする第1の帯域フィルタと、
前記電気信号をフィルタリングする第2の帯域フィルタと、をさらに有し、
前記乗算器は、前記第1の帯域フィルタによってフィルタリングされた駆動信号と前記第2の帯域フィルタによってフィルタリングされた電気信号とを掛け合わせて出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の光送信器。 - 前記乗算器の出力信号を平均化する平均化器をさらに有し、
前記制御部は、前記平均化器の出力に基づいて前記光変調器のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光送信器。 - 前記制御部は、前記平均化器の出力をゼロに近づけるように、前記光変調器のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする請求項3に記載の光送信器。 - 前記乗算器の出力信号のパワーを検出するパワー検出器をさらに有し、
前記制御部は、前記パワー検出器の出力に基づいて前記光変調器のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光送信器。 - 前記制御部は、前記パワー検出器により検出されるパワーを小さくするように、前記光変調器のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする請求項5に記載の光送信器。 - 前記光変調器は、IアームおよびQアームを有し、
前記駆動信号生成器は、Iアーム駆動信号およびQアーム駆動信号を生成し、
前記制御部は、前記乗算器において前記Iアーム駆動信号と前記光信号を表す電気信号とを掛け合わせることで得られる信号に基づいて前記光変調器のIアームのバイアス電圧を制御すると共に、前記乗算器において前記Qアーム駆動信号と前記光信号を表す電気信号とを掛け合わせることで得られる信号に基づいて前記光変調器のQアームのバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光送信器。 - 前記光変調器のバイアス電圧にパイロット信号を重畳する重畳器をさらに有し、
前記制御部は、前記乗算器の出力信号に含まれている前記パイロット信号の周波数成分に基づいて、前記光変調器のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光送信器。 - 前記駆動信号を所定の周波数で変調する変調回路と、
前記乗算器の出力信号を前記所定の周波数で復調する復調回路と、をさらに有し
前記乗算器は、前記変調回路によって変調された駆動信号と前記光信号を表す電気信号とを掛け合わせ、
前記制御部は、前記復調器によって復調された前記乗算器の出力信号に基づいて前記光変調器のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光送信器。 - 入力データから第1の駆動信号および第2の駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
印加される電圧に対して出力光の強度が変化する電圧対光強度特性を有し、前記第1の駆動信号に対応する第1の光信号を生成する第1の光変調器と、
印加される電圧に対して出力光の強度が変化する電圧対光強度特性を有し、前記第2の駆動信号に対応する第2の光信号を生成する第2の光変調器と、
前記第1の光信号および前記第2の光信号を多重化して偏波多重光信号を生成するコンバイナと、
前記第1の駆動信号と前記第1の光信号を表す第1の電気信号とを掛け合わせる第1の乗算器と、
前記第2の駆動信号と前記第2の光信号を表す第2の電気信号とを掛け合わせる第2の乗算器と、
前記第1の乗算器の出力に基づいて前記第1の光変調器のバイアス電圧を制御すると共に、前記第2の乗算器の出力に基づいて前記第2の光変調器のバイアス電圧を制御する制御部と、
を有することを特徴とする光送信器。 - 印加される電圧に対して出力光の強度が変化する電圧対光強度特性を有する光変調器のバイアスを制御するバイアス制御方法であって、
入力データから生成される駆動信号と前記光変調器から出力される光信号を表す電気信号とを掛け合わせ、
前記掛け合わせにより得られる信号に基づいて前記光変調器のバイアス電圧を制御する
ことを特徴とする光変調器のバイアス制御方法。
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