JP2013168769A - Device and method for generating various modulation type optical signals - Google Patents
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Description
本発明は、光通信装置および光ファイバリンクを備える光通信システムにおいて使用される様々な変調形式の光信号を生成する装置および方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for generating optical signals of various modulation formats used in an optical communication system including an optical communication apparatus and an optical fiber link.
従来、最適な配置を有する8直交振幅変調(8QAM、8 quadrature amplitude modulation)光信号を生成する方法は2つ存在した。 Conventionally, there are two methods for generating an 8 quadrature amplitude modulation (8 QAM) optical signal having an optimal arrangement.
1つの方法は、π/4バイアス2重パラレルマッハツェンダ変調器DP−MZM(主MZ干渉計が統合された2つの副MZMを備える)と位相変調器を備える合成送信装置を使用する方法である(非特許文献1)。π/4バイアスDP−MZMは、4振幅および位相変調信号を生成するために使用され、各MZMは異なった駆動電圧で2値電気信号によって駆動される。[0、2π]位相変調後、8QAM信号が位相変調器を使用することによって生成される。 One method is to use a combined transmitter comprising a π / 4 bias dual parallel Mach-Zehnder modulator DP-MZM (comprising two sub-MZMs integrated with a main MZ interferometer) and a phase modulator ( Non-patent document 1). The π / 4 bias DP-MZM is used to generate a four amplitude and phase modulated signal, each MZM being driven by a binary electrical signal with a different drive voltage. After [0,2π] phase modulation, an 8QAM signal is generated by using a phase modulator.
もう1つの方法は、高速任意波形発生器(AWG)またはデジタルアナログ変換器(DAC)と共に単一のπ/4バイアスDP−MZMを利用する方法である(非特許文献2)。AWGまたはDACの使用により、8QAM信号の同相および直交成分は、それぞれDP−MZMの2つの独立したMZMで変調される。 Another method uses a single π / 4 bias DP-MZM together with a high-speed arbitrary waveform generator (AWG) or a digital-to-analog converter (DAC) (Non-patent Document 2). With the use of AWG or DAC, the in-phase and quadrature components of the 8QAM signal are each modulated with two independent MZMs of DP-MZM.
動的に再編成可能な波長分割多重(WDM)ネットワークで、スペクトル資源を効率よく利用するため、光通信装置は柔軟性(つまり、光信号の変調形式を柔軟に変更できること)を提供することが望まれる。このため、いくつかの技術が提案される。これらの中で、シリカ平面光波回路(PLC)およびLiNbO3位相変調器を混成集積した新しい型の送信装置が提案されている(非特許文献3)。 In order to efficiently use spectrum resources in a dynamically reconfigurable wavelength division multiplexing (WDM) network, an optical communication device can provide flexibility (that is, the modulation format of an optical signal can be flexibly changed). desired. For this reason, several techniques are proposed. Among these, a new type of transmission device in which a silica planar lightwave circuit (PLC) and a LiNbO 3 phase modulator are hybridly integrated has been proposed (Non-patent Document 3).
しかしながら、非特許文献1および2の送信装置構成は、DP−MZMのバイアス点を制御するためのフィードバック回路および/またはAWGのような非常に高価な機器を必要とする課題があった。
However, the transmission apparatus configurations of
また、非特許文献3の送信装置を使用して、光信号を生成するためには、同調カプラ、位相シフタ、バイアスコントローラ等の多くの制御パラメータが必要となる。結果とし、これらの送信装置が複雑さになり、コストが増加する課題があった。 Further, in order to generate an optical signal using the transmission device of Non-Patent Document 3, many control parameters such as a tuning coupler, a phase shifter, and a bias controller are required. As a result, there has been a problem that these transmission devices become complicated and cost increases.
したがって、本発明は、より単純な構成とすることで、送信装置のコストを低下させた様々な変調形式の光信号を生成する装置および方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for generating optical signals of various modulation formats with a simpler configuration and reducing the cost of a transmission apparatus.
上記課題を解決するため本発明の送信装置は、光信号の振幅と位相を操作するデュアルドライブマッハツェンダ変調器と、前記操作された光信号を多重位相変調する位相変調器と、変調形式に従って、前記2つの変調器を駆動するため駆動信号を生成する駆動手段とを備える。 In order to solve the above problems, a transmitter of the present invention includes a dual drive Mach-Zehnder modulator that manipulates the amplitude and phase of an optical signal, a phase modulator that multi-phase modulates the manipulated optical signal, and a modulation format, Drive means for generating a drive signal for driving the two modulators.
また、前記デュアルドライブマッハツェンダ変調器は、第1の駆動信号と該第1の駆動信号の反転信号によって、光信号の振幅と位相を操作することも好ましい。 The dual drive Mach-Zehnder modulator preferably manipulates the amplitude and phase of the optical signal with the first drive signal and an inverted signal of the first drive signal.
また、前記デュアルドライブマッハツェンダ変調器の前記第1の駆動信号の振幅(A1)、前記第1の駆動信号の反転信号の振幅(A2)、およびバイアス電圧(vb)は、前記駆動手段で、光信号の振幅と位相を操作するために調整されることも好ましい。 The amplitude (A 1 ) of the first drive signal, the amplitude (A 2 ) of the inverted signal of the first drive signal, and the bias voltage (v b ) of the dual drive Mach-Zehnder modulator are determined by the drive means. Thus, it is also preferable to adjust the amplitude and phase of the optical signal.
また、前記デュアルドライブマッハツェンダ変調器が、A1=A2=vb=Vπ(前記デュアルドライブマッハツェンダ変調器のスイッチング電圧)で、光信号の振幅と位相を操作することによって、Mが偶数である(差動)M位相偏移キーイング形式((D)xPSK)の光信号を生成するも好ましい。 Further, when the dual drive Mach-Zehnder modulator operates A 1 = A 2 = v b = V π (switching voltage of the dual drive Mach-Zehnder modulator) and M is an even number by manipulating the amplitude and phase of the optical signal. It is also preferred to generate an optical signal of some (differential) M phase shift keying format ((D) xPSK).
また、前記デュアルドライブマッハツェンダ変調器が、A1=A2=vb=2Vπ/3で、光信号の振幅と位相を操作することによって、6直交振幅変調形式(6QAM)の光信号を生成することも好ましい。 The dual drive Mach-Zehnder modulator generates an optical signal of 6 quadrature amplitude modulation format (6QAM) by manipulating the amplitude and phase of the optical signal at A 1 = A 2 = v b = 2V π / 3 It is also preferable to do.
また、前記デュアルドライブマッハツェンダ変調器が、A1=A2/2=Vπ/2およびvb=0.58Vπで、光信号の振幅と位相を操作することによって、8直交振幅変調形式(8QAM)の光信号を生成することも好ましい。 Further, the dual-drive Mach-Zehnder modulator, in A 1 = A 2/2 = V π / 2 and v b = 0.58 V [pi, by manipulating the optical signal amplitude and phase, 8 quadrature amplitude modulation format ( It is also preferable to generate an optical signal of 8QAM).
また、前記位相変調器の駆動信号の振幅(G1およびG2)は、前記駆動手段で、光信号の位相を変調するための調整されることも好ましい。 The amplitude (G 1 and G 2 ) of the drive signal for the phase modulator is preferably adjusted by the drive means for modulating the phase of the optical signal.
また、前記位相変調器が、G1=G2=0で光信号の位相を操作することによって、2値変調形式の光信号を生成することも好ましい。 It is also preferable that the phase modulator generates a binary modulation type optical signal by manipulating the phase of the optical signal with G 1 = G 2 = 0.
また、前記位相変調器が、G1=VπおよびG2=0で光信号の位相を操作することによって、4値変調形式の光信号を生成することも好ましい。 It is also preferable that the phase modulator generates an optical signal in a quaternary modulation format by manipulating the phase of the optical signal with G 1 = Vπ and G 2 = 0.
また、前記位相変調器が、G1=G2=2Vπ/3で光信号の位相を操作することによって、6値変調形式の光信号を生成することも好ましい。 It is also preferable that the phase modulator generates a six-value modulation type optical signal by manipulating the phase of the optical signal with G 1 = G 2 = 2V π / 3.
また、前記位相変調器が、G1=G2/2=Vπで光信号の位相を操作することによって、8値変調形式の光信号を生成することも好ましい。 Further, the phase modulator, by manipulating the phase of the optical signal in G 1 = G 2/2 = V π, it is also preferable to generate an optical signal of 8-level modulation format.
上記課題を解決するため本発明の様々な変調形式で光信号を生成するための方法は、光信号の振幅と位相を操作するステップと、前記操作された光信号を多重位相変調するステップと、変調形式に従って、前記2つの変調器を駆動するため駆動信号を生成するステップとを含む。 In order to solve the above problems, a method for generating an optical signal in various modulation formats according to the present invention includes the steps of manipulating the amplitude and phase of an optical signal, multi-phase modulating the manipulated optical signal, Generating a drive signal to drive the two modulators according to a modulation format.
上記に記載のように、本発明の送信装置はデュアルドライブマッハツェンダ変調器と位相変調器のみから構成される。このため、フィードバック制御回路はデュアルドライブマッハツェンダ変調器のバイアス制御のため1つのみ要求される。この結果、送信装置の構成は単純化され、コストが非常に減少される。さらに、送信装置の底面積も減少させる。 As described above, the transmission apparatus of the present invention includes only a dual drive Mach-Zehnder modulator and a phase modulator. For this reason, only one feedback control circuit is required for bias control of the dual drive Mach-Zehnder modulator. As a result, the configuration of the transmitter is simplified and the cost is greatly reduced. In addition, the bottom area of the transmitter is reduced.
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の送信装置の構成を示す。本送信装置は、レーザ光源1と光位相変調部2を備え、光位相変調部2は、デュアルドライブマッハツェンダ変調器21(DD−MZM)、位相変調器22(PM)とエンコーダ23を備える。
The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of the transmission apparatus of the present invention. This transmission apparatus includes a
光位相変調部2は、レーザ光源1からの連続光を、入力電気信号のデータv1(t)、v2(t)により光位相変調を行い、位相変調光信号を光伝送路に出力する。
The optical
DD−MZM21は、2つのマッハツェンダ変調器(MZM)を備え、連続光が2つに分岐され、各MZMで駆動信号により振幅および位相を操作した後、合波され出力される。駆動信号の大きさを調整することによって光信号のチャープを制御することができるため、光信号の振幅と位相を操作することができる。DD−MZM21は、電気信号の組、
位相変調器22は、マルチレベルの電気信号v2(t)を送り込むことにより、2値、3値、または4値位相変調を行い、QPSK、6PSK/6QAM、または8PSK/8QAM変調形式の光信号に変調することができる。
The
エンコーダ23は、データ信号v1(t)とその反転データを駆動信号として、DD−MZM21を駆動する。さらに、データ信号v2(t)を駆動信号として、位相変調器22を駆動する。この際、エンコーダ23は、光信号の位相を変調するため振幅が調整された2つの駆動信号を出力し、これらを加算したデータ信号v2(t)で位相変調器22を駆動する。
The
以上のように、本発明の送信装置は、様々な変調形式(BPSK、QPSK、6PSK/6QAM、および8PSK/8QAM)で光信号を柔軟に変調するために使用することができる。 As described above, the transmission apparatus of the present invention can be used to flexibly modulate an optical signal with various modulation formats (BPSK, QPSK, 6PSK / 6QAM, and 8PSK / 8QAM).
以下、本発明の送信装置の変調形式の実施例をいくつか示す。 Hereinafter, some examples of the modulation format of the transmission apparatus of the present invention will be described.
第1の実施例では、(差動)M位相偏移キーイング形式((D)xPSK)を示す。ここでM=2、4、6および8である。図2は、従来の(D)BPSK信号変調のためのDD−MZMの伝達曲線特性を示す。A1=A2=vb=Vπとすることによって、DD−MZMの出力で従来の(D)BPSK信号を得ることができる。この後、位相変調器に何も入力しない、つまりv2(t)=0(G1=G2=0)場合、本発明の送信装置は(D)BPSK光信号を生成することができる。位相変調器にG1=VπおよびG2=0で2値([0、π/2]位相変調)v2(t)を入力することで、本発明の送信装置は(D)QPSK光信号を生成することができる。同様に、位相変調器にG1=G2=2Vπ/3で3値([0、π/3、2π/3])位相変調v2(t)を入力することで(D)6PSK光信号を、位相変調器にG1=G2/2=Vπで4値([0、π/4、π/2、3π/4]位相変調)v2(t)を入力することで(D)8PSK光信号を生成することができる。図3は、本送信装置によって生成された(Dx)PSK光信号の配置図を示す。
The first embodiment shows a (differential) M phase shift keying format ((D) × PSK). Here, M = 2, 4, 6, and 8. FIG. 2 shows a transfer curve characteristic of DD-MZM for conventional (D) BPSK signal modulation. By setting A 1 = A 2 = v b = V π , a conventional (D) BPSK signal can be obtained at the output of DD-MZM. Thereafter, when nothing is input to the phase modulator, that is, when v 2 (t) = 0 (G 1 = G 2 = 0), the transmission apparatus of the present invention can generate a (D) BPSK optical signal. By inputting a binary value ([0, π / 2] phase modulation) v 2 (t) with G 1 = V π and G 2 = 0 to the phase modulator, the transmitting apparatus of the present invention can perform (D) QPSK light. A signal can be generated. Similarly, by inputting ternary ([0, π / 3, 2π / 3]) phase modulation v 2 (t) with G 1 = G 2 = 2V π / 3 to the phase modulator, (D) 6PSK light signals, four values in G 1 = G 2/2 = V π to the phase modulator ([0, π / 4, π / 2,3π / 4]
第2の実施例では、6直交振幅変調形式(6QAM)を示す。本送信装置は、図5の右図の最適な配置で6QAM信号を生成するため、DD−MZMはプッシュプルモードで動作するが、駆動信号の振幅とバイアス電圧は第1の実施例の場合と若干異なる。図4は、6QAM信号変調のためのDD−MZMの伝達曲線特性を示す。A1=A2=vb=2Vπ/3とすることによって、2つのシンボルの間の位相差がπ、振幅比が1:2で、光信号が変調される。図5の左図は、DD−MZMの出力での光信号の配置図を示す。この後、位相変調器にG1=G2=2Vπ/3で3値(v2(t)の振幅が0、2Vπ/3、4Vπ/3である)電気信号を入力することで、本発明の送信装置は6QAM光信号を生成することができる。図5の右図は、本送信装置によって生成された6QAM光信号の配置図を示す。 In the second embodiment, 6 quadrature amplitude modulation format (6QAM) is shown. Since this transmitter generates a 6QAM signal with the optimal arrangement shown in the right diagram of FIG. 5, the DD-MZM operates in the push-pull mode, but the amplitude and bias voltage of the drive signal are the same as those in the first embodiment. Slightly different. FIG. 4 shows the transfer curve characteristics of DD-MZM for 6QAM signal modulation. By setting A 1 = A 2 = v b = 2V π / 3, the optical signal is modulated with a phase difference between the two symbols of π and an amplitude ratio of 1: 2. The left diagram in FIG. 5 shows an arrangement diagram of optical signals at the output of the DD-MZM. Thereafter, 3 values G 1 = G 2 = 2V π / 3 to the phase modulator (amplitude v 2 (t) is 0,2V π / 3,4V π / 3) By inputting the electrical signal The transmission apparatus of the present invention can generate a 6QAM optical signal. The right diagram in FIG. 5 shows a layout diagram of 6QAM optical signals generated by this transmission apparatus.
第3の実施例では、8直交振幅変調形式(8QAM)を示す。本送信装置は、図7の右図に示すような最適な配置で8QAM信号を生成するために使用することもできる。8QAM変調の場合、DD−MZMの駆動信号の振幅は、異なる必要がある。図6は、8QAM信号変調のためのDD−MZMの伝達曲線特性を示す。A1=A2/2=Vπ/2およびvb≒0.58Vπとすることによって、2つのシンボルの間の位相差が3π/4、振幅比が(1+√3):√2で、光信号が変調される。図7の左図は、DD−MZMの出力での光信号の配置図を示す。この後、位相変調器にG1=G2/2=Vπで4値(v2(t)の振幅が0、Vπ/2、Vπ、および3Vπ/2である)電気信号を入力することで、本発明の送信装置は8QAM光信号を生成することができる。図7の右図は、本送信装置によって生成された8QAM光信号の配置図を示す。 In the third embodiment, 8 quadrature amplitude modulation format (8QAM) is shown. This transmitting apparatus can also be used to generate an 8QAM signal with an optimal arrangement as shown in the right diagram of FIG. In the case of 8QAM modulation, the amplitude of the drive signal of DD-MZM needs to be different. FIG. 6 shows the transfer curve characteristics of DD-MZM for 8QAM signal modulation. By the A 1 = A 2/2 = V π / 2 and v b ≒ 0.58V π, the phase difference between two symbols 3 [pi] / 4, amplitude ratio (1 + √3): in √2 The optical signal is modulated. The left diagram in FIG. 7 shows an arrangement diagram of optical signals at the output of the DD-MZM. Thereafter, the phase modulator G 1 = G 2/2 = V 4 values [pi (amplitude v 2 (t) is 0, V π / 2, V π, and a 3V π / 2) the electrical signal By inputting, the transmission apparatus of the present invention can generate an 8QAM optical signal. The right diagram of FIG. 7 shows an arrangement diagram of 8QAM optical signals generated by this transmission apparatus.
なお、DD−MZMにおいて、2つのシンボルの間の位相差がπ/4、振幅比が(1+√3):√2で、光信号を変調することによっても8QAM光信号を生成することも可能である。 In DD-MZM, the phase difference between two symbols is π / 4, the amplitude ratio is (1 + √3): √2, and it is also possible to generate an 8QAM optical signal by modulating the optical signal. It is.
また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。 Moreover, all the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to limit the present invention, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.
1 レーザ光源
2 光位相変調部
21 デュアルドライブマッハツェンダ変調器
22 位相変調器
23 エンコーダ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記操作された光信号を多重位相変調する位相変調器と、
変調形式に従って、前記2つの変調器を駆動するため駆動信号を生成する駆動手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。 A dual drive Mach-Zehnder modulator that manipulates the amplitude and phase of the optical signal;
A phase modulator for multi-phase modulating the manipulated optical signal;
Drive means for generating a drive signal to drive the two modulators according to a modulation format;
A transmission device comprising:
前記操作された光信号を多重位相変調するステップと、
変調形式に従って、前記2つの変調器を駆動するため駆動信号を生成するステップと、を含むことを特徴する様々な変調形式で光信号を生成するための方法。 Manipulating the amplitude and phase of the optical signal;
Multi-phase modulating the manipulated optical signal;
Generating a drive signal to drive the two modulators in accordance with a modulation format. The method for generating an optical signal in various modulation formats.
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