JP2013174761A - Optical transmitter, optical communication system and optical transmission method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光通信技術に関し、特に、光を変調する光変調器を用いた光送信器、光通信システムおよび光送信方法に関するものである。 The present invention relates to an optical communication technique, and more particularly, to an optical transmitter using an optical modulator that modulates light, an optical communication system, and an optical transmission method.
従来、電気光学効果を有する基板上に形成された光導波路と、光導波路を伝播する光波を変調するための2つのMZ(Mach−Zehnder)型光変調器と、2つのMZ型光変調器により変調された光波を光導波路の合波部で合波するよう構成された光変調器に対し、2つのMZ型光変調器における直流バイアスを制御する光変調器の自動バイアス制御回路であるABC(Automatic Bias Control)回路において、2つのMZ型光変調器に印加される直流バイアスに、低周波信号を重畳し、光導波路の合波部から基板内に放射された光波(迷光)から低周波信号に対応する光量変化を光検出器により検出し、検出された光量変化に基づき、各MZ型光変調器の直流バイアスを制御するABC回路が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an optical waveguide formed on a substrate having an electro-optic effect, two MZ (Mach-Zehnder) type optical modulators for modulating light waves propagating through the optical waveguide, and two MZ type optical modulators ABC (automatic bias control circuit of the optical modulator for controlling the DC bias in the two MZ type optical modulators with respect to the optical modulator configured to multiplex the modulated light wave at the multiplexing part of the optical waveguide. In an Automatic Bias Control circuit, a low frequency signal is superimposed on a direct current bias applied to two MZ type optical modulators, and a low frequency signal is generated from a light wave (stray light) radiated into the substrate from the combined portion of the optical waveguide. There is known an ABC circuit that detects a change in the amount of light corresponding to 1 by a photodetector and controls the DC bias of each MZ optical modulator based on the detected change in the amount of light (example) For example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示されている従来の光変調器のABC回路を用いた光送信器においては、後述するように、光変調器内蔵の光検出器により検出される合波部からの迷光の消光特性と光変調器出力の消光特性との間にオフセット(以下、バイアスシフトという)があり、そのオフセット量には波長依存性や温度依存性があるため、迷光の光量変化に基づく従来のABC回路では最適バイアスからのずれが生じ、特に、予等化光信号や多値変調光信号など、高精度なバイアス制御が望まれる変調光信号を取り扱う場合には光信号品質が劣化してしまうという問題点があった。 However, in the optical transmitter using the ABC circuit of the conventional optical modulator disclosed in Patent Document 1, stray light from a multiplexing unit detected by a photodetector built in the optical modulator, as will be described later. There is an offset (hereinafter referred to as bias shift) between the extinction characteristic of the optical modulator and the extinction characteristic of the optical modulator output, and the offset amount has wavelength dependence and temperature dependence. The ABC circuit deviates from the optimum bias. In particular, when a modulated optical signal for which high-precision bias control is desired, such as a pre-equalized optical signal and a multilevel modulated optical signal, the optical signal quality is deteriorated. There was a problem.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、光変調器を用いた光送信器において、最適バイアスからのずれを補正することにより光変調器の高精度なバイアス制御を実現し、ひいては、例えば予等化光信号や多値変調光信号など、高精度なバイアス制御が望まれる変調光信号を取り扱う場合にも、光信号品質の劣化を抑えることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In an optical transmitter using an optical modulator, high-precision bias control of the optical modulator is realized by correcting a deviation from the optimum bias. In addition, the present invention aims to suppress degradation of optical signal quality even when handling a modulated optical signal for which high-precision bias control is desired, such as a pre-equalized optical signal and a multilevel modulated optical signal.
この発明に係る光送信器は、印加されたバイアス電圧および入力された変調信号に基づいて光を変調し、この変調した光信号を出力する光変調部と、前記光変調部に印加される前記バイアス電圧の制御を行うバイアス制御回路と、前記バイアス制御回路による前記バイアス電圧の動作点にオフセットを加算する動作点オフセット加算部と、を備えたものである。 An optical transmitter according to the present invention modulates light based on an applied bias voltage and an input modulation signal and outputs the modulated optical signal, and the optical modulator applied to the optical modulation unit A bias control circuit that controls a bias voltage; and an operating point offset adding unit that adds an offset to an operating point of the bias voltage by the bias control circuit.
この発明は、光送信器において、動作点にオフセットを加算することで最適バイアスからのずれを補正することにより光変調器の高精度なバイアス制御を実現することができる。 According to the present invention, in an optical transmitter, it is possible to realize highly accurate bias control of an optical modulator by correcting a deviation from an optimum bias by adding an offset to an operating point.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による光送信器を示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図1において、この発明の実施の形態1による光送信器は、送信データ生成100と、光源101と、ドライバ102と、MZ(Mach−Zehnder)型光変調部103と、MZ型光変調部103の内蔵モニタPD(Photo−Diode)104と、バイアス制御回路105と、動作点オフセット加算部106と、を備えている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing an optical transmitter according to Embodiment 1 of the present invention. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts. 1, the optical transmitter according to the first embodiment of the present invention includes a
なお、光源101とMZ型光変調部103の光入力部は、例えば光ファイバにより光学的に接続されている。変調信号としての送信データを生成する手段である送信データ生成100とMZ型光変調部103の変調電極はドライバ102を介して電気的に接続され、バイアス制御回路105とMZ型光変調部103のバイアス電極は電気的に接続され、バイアス制御回路105と動作点オフセット加算部106は電気的に接続されている。
The
図1において、光源101は、例えばInP系化合物半導体混晶を構成材料とする半導体レーザであるLD(Laser Diode)を備え、1.5μm波長帯の連続波としてのレーザ光を発光して出力する。なお、光源101の構成は、これに限られるものではなく、例えば1.3μm波長帯や、パルス波や、固体レーザ等を用いるようにしても良く、要するに所望の光通信を実現するための光を発光するものを、この発明の実施の形態として適用可能である。
In FIG. 1, a
図1において、MZ型光変調部103は、光導波路により並列に光学的に接続されている2つのMZ型光変調器と、これらの2つのMZ型光変調器を伝播する光の光位相を調整するための光位相調整部と、内蔵モニタPD104と、を備え、例えばニオブ酸リチウムであるLN(Lithium Niobate)基板に形成されている。
In FIG. 1, an MZ type
MZ型光変調部103の2つのMZ型光変調器は、例えばLN結晶を構成材料とし、電界印加による屈折率変化、いわゆる電気光学効果を利用した光変調器である。MZ型光変調器は、2つのY分岐光導波路の間に、電極を形成した2本の光導波路を並列に接続して、いわゆるMZ干渉計として構成されている。MZ型光変調器は、MZ干渉計を通過する光に対して、変調電極に入力された変調信号およびバイアス電極に印加された直流バイアス電圧による屈折率変化に起因する2本の光導波路の間の位相差に応じた光強度変化を与えて出力する。MZ型光変調器は、低チャープといった高い光信号品質と高速性の両立が可能な光変調器である。
The two MZ type optical modulators of the MZ type
MZ型光変調部103は、このような2つのMZ型光変調器を並列に光学的に接続し、主たるMZ干渉計として構成し、実数部であるI−ch(In−phase channel)位相変調光信号と虚数部であるQ−ch(Quadrature−phase channel)位相変調光信号を、π/2の搬送波位相差を与えて合波することで、DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)の複素光電界を生成する光変調器である。MZ型光変調部103は、各MZ型光変調器に変調電極とバイアス電極を備えているとともに、各MZ型光変調器を並列に接続する光導波路に光位相調整部としてのバイアス電極を備えている。
The MZ type
なお、MZ型光変調部103の構成は、これに限られるものではなく、例えばInP系化合物半導体混晶等を構成材料に用いるようにしても良く、また、要するに、後述するバイアスシフトに類似した動作点のオフセットがあるような光変調器であれば、この発明の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
The configuration of the MZ type
図1において、バイアス制御回路105は、例えば特許文献1に開示されている構成と同様のABC(Automatic Bias Control)回路を備えている。すなわち、モニタ信号に重畳された低周波信号成分の振幅は、ABC回路の動作安定点付近で減少し、動作安定点では零になる。そこで、ABC回路は、適切な振幅をもった低周波信号をモニタ信号に加算することで、モニタ信号の低周波信号成分の振幅が零になる位置、すなわちABC回路の動作安定点の位置に、各バイアス電極に印加するバイアス電圧を調整することを可能にする。
In FIG. 1, the
ただし、バイアス制御回路105は、内蔵モニタPD104からのモニタ信号に含まれる後述のバイアスシフトを補償するため、動作点オフセット加算部106からの補償量だけ、ABC回路の動作安定点の位置にオフセットが加算されたバイアス電圧を決定するような構成を備えている。
However, the
次に動作について説明する。図1において、送信データ生成100から出力された変調用電気信号は、ドライバ102により増幅され、I−ch、Q−ch変調用電気信号としてMZ型光変調部103に入力される。MZ型光変調部103は、ドライバ102からの変調信号としてのI−ch、Q−ch変調用電気信号が進行波電極である各変調電極を駆動することによって光源101からの連続光に変調を与え、光信号として出力する。
Next, the operation will be described. In FIG. 1, the modulation electrical signal output from the
また、MZ型光変調部103のバイアス電極には、変調用電気信号とは別に、バイアス制御回路105からMZ型光変調部103の動作点を決定するI−ch、Q−ch、P−ch(Phase channel)バイアス電圧が入力される。動作点のずれの検出手段としてはMZ型光変調部103の内蔵モニタPD104が用いられる。
In addition to the modulation electrical signal, the bias electrode of the MZ type
なお、MZ型光変調部103に対するバイアス制御は、上述のように、特許文献1に開示されているような公知技術を適用することができる。例えば、直流バイアスに低周波ディザ信号を重畳し、この重畳信号に対する応答を検出する検出手段であるMZ型光変調部103の内蔵モニタPD104からの誤差信号に基づいて、バイアス制御回路105のABC回路が、MZ型光変調部103に対する最適な直流バイアスを制御するような構成を採用すれば良い。
Note that, as described above, a known technique as disclosed in Patent Document 1 can be applied to the bias control for the MZ type
最終的にMZ型光変調部103に印加される直流バイアス電圧としては、バイアス制御回路105にて制御された直流バイアス電圧値に、動作点オフセット加算部106からの補償量を加えた電圧が入力される。
As a DC bias voltage finally applied to the MZ type
図2は、この発明の実施の形態1による光送信器を説明するための説明図であり、MZ型光変調部103の消光特性カーブを示している。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図1、2において、MZ型光変調部103の主たるMZ干渉計のY分岐光導波路の結合部で位相が逆相の光が結合すると、高次モード光が形成され、光導波路を伝搬できずにLN基板内に放射される放射光、すなわち上述の迷光となり、光変調器出力は消光状態となる。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the optical transmitter according to the first embodiment of the present invention, and shows an extinction characteristic curve of the MZ type
このとき、内蔵モニタPD104を利用してモニタをする場合、この放射光を受光するので、内蔵モニタPD104に流れるモニタPD電流のバイアス電圧に対する消光特性カーブ(図2中、破線で示すカーブ)と変調器出力のバイアス電圧に対する消光特性カーブ(図2中、実線で示すカーブ)との位相差はθ=π+αとなる。理想的には消光特性カーブは完全に逆位相となり、α=0となるのが望ましいが、高次モード光である放射光の分布や伝達経路、内蔵モニタPD104の搭載位置のずれ等により、内蔵モニタPD104での結合効率が変化し、必ずしもα=0とはならず、消光特性カーブの位相差のオフセットとして表れる。このオフセットαをバイアスシフトという。
At this time, when monitoring is performed using the built-in
通常のOOK(On Off Keying)、DPSK(Differential Phase Shift Keying)、DQPSK変調方式では消光カーブをフルスイングで使用するためバイアスシフトが光伝送品質に与える影響は比較的軽微であったが、予等化光信号や多値変調光信号では、消光特性カーブの過渡領域を使用すること、またシンボル間距離が狭くなることからバイアスシフトが引きおこす光信号品質の劣化が無視できない。 In ordinary OOK (On Off Keying), DPSK (Differential Phase Shift Keying), and DQPSK modulation methods, the extinction curve is used in full swing, so the effect of bias shift on optical transmission quality is relatively minor. In the case of an optical signal or a multi-level modulated optical signal, the transient region of the extinction characteristic curve is used, and the distance between symbols is narrowed, so the deterioration of optical signal quality caused by bias shift cannot be ignored.
なお、予等化光信号は、光伝送路の波長分散および/または偏波分散による波形歪みを送信側でデジタル信号処理により予め電気的に等化して伝送するためのものである。この予等化技術は、光学的な分散補償に比べてシステム構成を簡易にできる点や、従来の光学式分散補償デバイスを用いた受信側の分散補償に比べて等化量を増やせる点に優位性があり、40Gbpsや100Gbps以上というように、光伝送路における波形歪みの影響が大きくなる高速な光伝送技術の中でも、効果的な補償手段となる。 The pre-equalized optical signal is used to electrically equalize and transmit waveform distortion due to chromatic dispersion and / or polarization dispersion of the optical transmission line in advance by digital signal processing on the transmission side. This pre-equalization technique is superior in that the system configuration can be simplified compared to optical dispersion compensation and the amount of equalization can be increased compared to dispersion compensation on the reception side using a conventional optical dispersion compensation device. This is an effective compensation means even in a high-speed optical transmission technology in which the influence of waveform distortion in the optical transmission path becomes large, such as 40 Gbps or 100 Gbps or higher.
また、多値変調光信号は、構成部品の高速化が難しくなる背景も伴い、1シンボルで伝送可能な情報量を拡大することにより、40Gbps、100Gbpsといった高速化を可能とするものである。このような変調方式として、搬送波を複数のサブキャリアに分割することでシンボルレートを低減する直交周波数分割多重であるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)や、90度位相が異なる2つの搬送波の振幅を独立に変調し、それぞれの搬送波を複数の振幅値で変調する直交振幅変調であるQAM(Quadrature Amplitude Modulation)が有望である。2N値をとるQAMでは1シンボルでNビットの伝送が可能であり、OOKに比べて、周波数利用効率をN倍に向上させることができる。 In addition, the multi-level modulated optical signal has a background in which it is difficult to increase the speed of the component parts, and it is possible to increase the speed of 40 Gbps and 100 Gbps by increasing the amount of information that can be transmitted with one symbol. As such a modulation method, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) which is orthogonal frequency division multiplexing that reduces the symbol rate by dividing the carrier into a plurality of subcarriers, and the amplitudes of two carriers whose phases are different by 90 degrees are independent. QAM (Quadrature Amplitude Modulation), which is quadrature amplitude modulation in which each carrier wave is modulated with a plurality of amplitude values, is promising. In QAM taking 2 N values, N bits can be transmitted in one symbol, and the frequency utilization efficiency can be improved N times compared to OOK.
次に、図3は、この発明の実施の形態1による光送信器を説明するための説明図であり、MZ型光変調部103のバイアスシフトの波長依存性および温度依存性を示している。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図3において、光源101からの入力光の波長によって放射光の分布や伝達経路の光路長が変化するため、バイアスシフトは波長依存性をもつ。そのため、波長ごとに最適なバイアスシフトの補償を行うことが光変調器の高精度なバイアス制御の実現につながる。
Next, FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the optical transmitter according to the first embodiment of the present invention, and shows the wavelength dependence and temperature dependence of the bias shift of the MZ type
また、図3において、MZ型光変調部103の温度によって放射光の分布や伝達経路の光路長が変化するため、バイアスシフトは温度依存性をもつ。そのため、温度ごとに最適なバイアスシフトの補償を行うことが光変調器の高精度なバイアス制御の実現につながる。ただし、例えば、周囲温度が一定に保たれた環境である場合や、MZ型光変調部103の温度を一定に保つ温度制御手段をもつ場合には、上述のバイアスシフトの波長依存性の補償のみを行うようにすれば良く、次に、そのための実施例について説明する。
In FIG. 3, since the distribution of the radiated light and the optical path length of the transmission path change depending on the temperature of the MZ type
図4は、この発明の実施の形態1による光送信器を示す構成図であり、上述のバイアスシフトの波長依存性の補償を行うための実施例を示している。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図4において、この光送信器は、光源101内に発光波長Ch.(Channel)情報107を保持し、動作点オフセット加算部106内に波長と補償量とが対応したバイアスシフト波長依存性補償テーブルを保持している。なお、光源101と動作点オフセット加算部106は電気的に接続されている。
FIG. 4 is a block diagram showing the optical transmitter according to the first embodiment of the present invention, and shows an example for compensating the wavelength dependence of the bias shift described above. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts. In FIG. 4, the optical transmitter includes a light emission wavelength Ch. (Channel)
次に動作について説明する。図4において、光源101のLDは、発光波長Ch.情報107を含む発光命令を受けて発光し、発光波長Ch.情報107が示す波長をもつ連続光がMZ型光変調部103に入力される。一方、送信データ生成100から出力された変調用電気信号は、ドライバ102により増幅され、I−ch、Q−ch変調用電気信号としてMZ型光変調部103に入力される。MZ型光変調部103は、ドライバ102からの変調信号としてのI−ch、Q−ch変調用電気信号が進行波電極である各変調電極を駆動することによって光源101からの連続光に変調を与え、光信号として出力する。
Next, the operation will be described. In FIG. 4, the LD of the
また、MZ型光変調部103のバイアス電極には、変調用電気信号とは別に、バイアス制御回路105からMZ型光変調部103の動作点を決定するI−ch、Q−ch、P−chバイアス電圧が入力される。動作点のずれの検出手段としてはMZ型光変調部103の内蔵モニタPD104が用いられる。
In addition to the modulation electrical signal, the bias electrode of the MZ type
最終的にMZ型光変調部103に印加される直流バイアス電圧としては、バイアス制御回路105にて制御された直流バイアス電圧値に、動作点オフセット加算部106からの補償量を加えた電圧が入力される。この補償量として、光源101の現在の発光波長Ch.情報107に対応したバイアスシフトの補償量がバイアス制御回路105に入力され、バイアス電圧の最適化が行なわれる。
As a DC bias voltage finally applied to the MZ type
すなわち、動作点オフセット加算部106は、光源101から発光波長Ch.情報107を含む発光命令を受けて、波長ごとのバイアスシフトの補償量を格納したテーブルであるバイアスシフト波長依存性補償テーブルから、現在の発光波長Ch.情報107が示す波長に対応した補償値を参照し、バイアス制御回路105のバイアス電圧にフィードフォワードする。なお、バイアスシフト波長依存性補償テーブルは全波長分の補償量もつか、あるいはいくつかの代表点から補間して補償量を生成するようにしても良い。
That is, the operating point offset adding
これにより、光変調器外部でのバイアスシフトのモニタ機能が不要であるため、小型で低コストな光送信器構成とすることができる。また、光変調器外部にモニタ用カプラなどによる光出力の余計な損失を招かないことも利点となる。 This eliminates the need for a bias shift monitoring function outside the optical modulator, thereby enabling a compact and low-cost optical transmitter configuration. Another advantage is that no extra light output loss due to a monitoring coupler or the like is caused outside the optical modulator.
なお、バイアスシフト波長依存性補償テーブルの作成方法としては、ある発光波長において、オフセット量が無い状態でバイアス制御回路105によるABCを行い、その状態での送信光波形をオシロスコープ等でモニタする。そのアイ開口が最大となるように、バイアス電圧のオフセットを調整した時のオフセット量を当該波長での補償量として事前に測定し、バイアスシフト波長依存性補償テーブルへ格納する。
As a method of creating the bias shift wavelength dependence compensation table, ABC is performed by the
もしくは、ある発光波長において、オフセット量が無い状態でバイアス制御回路105によるABCを行い、その状態の送信光をリファレンス受信器へ入力させ、ビットエラーレートが最良となる、もしくは光OSNR(Optical Signal to Noise Ratio)耐力が最大となるようにバイアス電圧のオフセットを調整した時のオフセット量を当該波長での補償量として事前に測定し、バイアスシフト波長依存性補償テーブルへ格納する.
Alternatively, ABC is performed by the
以上のように、この発明の実施の形態1による光送信器においては、動作点オフセット加算部106が、バイアスシフトを補償するようにABC回路であるバイアス制御回路105の動作点にオフセットを加算するようにしている。これにより、最適バイアスからのずれを補正することで光変調器の高精度なバイアス制御を実現し、ひいては、例えば予等化光信号や多値変調光信号など、高精度なバイアス制御が望まれる変調光信号を取り扱う場合にも、光信号品質の劣化を抑えることができるという作用効果を奏する。
As described above, in the optical transmitter according to the first embodiment of the present invention, the operating point offset adding
また、この発明の実施の形態1の実施例による光送信器においては、動作点オフセット加算部106が、バイアスシフト波長依存性補償テーブルを参照し、発光波長情報に基づいて補償量を決定し、バイアスシフトを補償するようにABC回路であるバイアス制御回路105の動作点にオフセットを加算するようにしている。これにより、上述の作用効果に加え、光出力の余計な損失を招くことなく、小型で低コストな構成とすることができるという作用効果を奏する。
In the optical transmitter according to the example of the first embodiment of the present invention, the operating point offset adding
なお、この発明の実施の形態1の実施例による光送信器において、動作点オフセット加算部106内のテーブルが、例えば図3に示すようなバイアスシフトの波長依存性および温度依存性の両方のデータを保持し、発光波長情報および温度情報に基づいて補償量を決定し、バイアスシフトを補償するようにABC回路であるバイアス制御回路105の動作点にオフセットを加算するようにしても良い。これにより、上述の作用効果に加え、MZ型光変調部103に温度変動がある場合にも、光信号品質の劣化を抑えることができるという作用効果を奏する。なお、バイアスシフトの温度依存性のみを補償することも可能であることは言うまでもない。
In the optical transmitter according to the example of the first embodiment of the present invention, the table in the operating point offset adding
実施の形態2.
上述のように、この発明の実施の形態1の実施例による光送信器は、例えば、波長と補償量とを対応付けたテーブルを参照し、発光波長情報を元にバイアスシフトの補償量を決定し、バイアス制御回路に入力するようにしたものであるが、この発明の実施の形態2による光送信器は、テーブルを用いず、MZ型光変調部103の出力モニタを元に、バイアスシフトの補償量を決定するようにしたものである。
As described above, the optical transmitter according to the first embodiment of the present invention refers to, for example, a table in which wavelengths and compensation amounts are associated with each other, and determines a bias shift compensation amount based on emission wavelength information. However, the optical transmitter according to the second embodiment of the present invention does not use a table and performs bias shift based on the output monitor of the MZ type
図5は、この発明の実施の形態2による光送信器を示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図5において、動作点オフセット加算部106に代え、カプラである光分岐部108と、パワーモニタ部109と、バイアスシフト量検出部110と、を備えるようにした構成を除き、図4に示した実施の形態1の実施例による光送信器と同様の構成であり、その同様の構成と、それによる同様の動作については説明を省略する場合がある。なお、光分岐部108とパワーモニタ部109とバイアスシフト量検出部110とで、動作点オフセット加算部を構成する。
FIG. 5 is a block diagram showing an optical transmitter according to
次に動作について説明する。図5において、光源101のLDは、発光波長Ch.情報107を含む発光命令を受けて発光し、発光波長Ch.情報107が示す波長をもつ連続光がMZ型光変調部103に入力される。一方、波長送信データ生成100から出力された変調用電気信号は、ドライバ102により増幅され、I−ch、Q−ch変調用電気信号としてMZ型光変調部103に入力される。MZ型光変調部103は、ドライバ102からの変調信号としてのI−ch、Q−ch変調用電気信号が進行波電極である各変調電極を駆動することによって光源101からの連続光に変調を与え、光信号として出力する。
Next, the operation will be described. In FIG. 5, the LD of the
また、MZ型光変調部103のバイアス電極には、変調用電気信号とは別に、バイアス制御回路105からMZ型光変調部103の動作点を決定するI−ch、Q−ch、P−chバイアス電圧が入力される。動作点のずれの検出手段としてはMZ型光変調部103の内蔵モニタPD104が用いられる。
In addition to the modulation electrical signal, the bias electrode of the MZ type
MZ型光変調部103から出力された変調光は、その先に光学的に接続された光分岐部108を通り、主信号として光送信器から送信される送信光と、パワーモニタ部109に入力されるモニタ光とに分岐される。なお、MZ型光変調部103から出力される変調光のうち、モニタ光として分岐する光強度は、パワーモニタ部109が検出するのに十分な光強度であれば良く,光分岐部108の分岐比は、一般的な送信光パワーモニタで用いられるような分岐比で良い。
The modulated light output from the MZ-type
バイアスシフト量検出部110は、現在の発光波長において、バイアス制御回路105の直流バイアス電圧を変化させ、MZ型光変調部103の動作点を掃引しながら、パワーモニタ部109で検出されるモニタ光の光強度およびMZ型光変調部103の内蔵モニタPD104で検出されるモニタPD電流を測定する。これにより、バイアスシフト量検出部110は、図2に示すような変調器出力とモニタPD電流の関係を得ることができ、すなわち、現在の発光波長におけるバイアスシフトαを補償量として検出できる。
The bias shift amount detection unit 110 changes the DC bias voltage of the
最終的にMZ型光変調部103に印加される直流バイアス電圧としては、バイアス制御回路105にて制御された直流バイアス電圧値に、バイアスシフト量検出部110にて検出した補償量を加えた電圧が入力され、バイアス電圧の最適化が行なわれる。
The DC bias voltage finally applied to the MZ type
なお、上記光送信器の実運用において、光送信器を起動させる際の立ち上げ手順として、光源101を任意の波長で発光させ、光出力強度が安定した後に、バイアス制御回路105からの直流バイアス電圧を変化させ、MZ型光変調部103の動作点を掃引しながら、パワーモニタ部109で検出されるモニタ光の光強度およびMZ型光変調部103の内蔵モニタPD104で検出されるモニタPD電流を、バイアスシフト量検出部110にて測定するという手順を踏むことで、任意の波長において正確なバイアスシフトの補償量の把握および、それに対応した補償が可能となる。
In the actual operation of the optical transmitter, as a startup procedure when starting the optical transmitter, after the
また、上記構成においては、発光波長に対応した補償量のテーブルをもつ必要がない。このため、テーブルを作成するための事前の測定を行う必要がなく、実施の形態1に比べて、光送信器の検査工程における調整時間の短縮が可能である。 In the above configuration, it is not necessary to have a compensation amount table corresponding to the emission wavelength. For this reason, it is not necessary to perform a prior measurement for creating the table, and the adjustment time in the optical transmitter inspection process can be shortened as compared with the first embodiment.
また、光送信器としてパワーモニタ機能を有しており、MZ型光変調部103の外部に光分岐器とモニタPD、もしくはタップPDを予め有する場合、光分岐部108とパワーモニタ部109を新しく追加する必要はなく、パワーモニタ機能のための構成が共用できる。
If the optical transmitter has a power monitor function and an optical branching unit and a monitor PD or tap PD are provided outside the MZ type
以上のように、この発明の実施の形態2による光送信器においては、バイアスシフト量検出部110が、光変調器外部の出力モニタに基づいて補償量を検出し、バイアスシフトを補償するようにABC回路であるバイアス制御回路105の動作点にオフセットを加算するようにしている。これにより、最適バイアスからのずれを補正することで光変調器の高精度なバイアス制御を実現し、ひいては、例えば予等化光信号や多値変調光信号など、高精度なバイアス制御が望まれる変調光信号を取り扱う場合にも、光信号品質の劣化を抑えることができるという作用効果を奏する。さらに、テーブルを用いる場合に比べて、光送信器の検査工程における時間短縮が可能という作用効果を奏する。
As described above, in the optical transmitter according to the second embodiment of the present invention, the bias shift amount detection unit 110 detects the compensation amount based on the output monitor outside the optical modulator and compensates for the bias shift. An offset is added to the operating point of the
なお、上述のように、この発明の実施の形態1、2による光送信器においては、動作点オフセット加算部106、バイアス制御回路105、およびバイアスシフト量検出部110はデジタル信号処理回路として説明したが、制御機能については、光送信器に設けたマイクロコンピュータ等に制御方法を実行させるコンピュータプログラムを用いてソフトウエア処理により実現するようにしても良い。
As described above, in the optical transmitters according to the first and second embodiments of the present invention, the operating point offset adding
また、この発明の実施の形態1、2による光送信器は、この光送信器から送信された光信号を光ファイバといった光伝送路で伝送し、光受信器で受信する光通信システムに適用するようにしても良い。また、この発明の実施の形態1、2による光送信器は、この光送信器を2台以上設け、2台以上の光送信器から送信された光信号を波長多重して光ファイバといった光伝送路で伝送し、受信側で波長分離して波長ごとに2台以上の光受信器で受信するWDM(Wavelength Division Multiplexing)光通信システムに適用するようにしても良い。また、この発明の実施の形態1、2による光送信器は、この光送信器を2台設け、2台の光送信器から送信された光信号を互いに直交した偏波で偏波多重して光ファイバといった光伝送路で伝送し、受信側で偏波分離して偏波ごとに2台の光受信器で受信する偏波多重光通信システムに適用するようにしても良い。 Further, the optical transmitters according to the first and second embodiments of the present invention are applied to an optical communication system in which an optical signal transmitted from the optical transmitter is transmitted through an optical transmission line such as an optical fiber and received by an optical receiver. You may do it. Also, the optical transmitters according to the first and second embodiments of the present invention are provided with two or more optical transmitters, wavelength-multiplexed optical signals transmitted from the two or more optical transmitters, and optical transmission such as an optical fiber. It may be applied to a WDM (Wavelength Division Multiplexing) optical communication system in which transmission is performed on a path and wavelength is separated on the receiving side and received by two or more optical receivers for each wavelength. Also, the optical transmitters according to the first and second embodiments of the present invention are provided with two such optical transmitters, and optical signals transmitted from the two optical transmitters are polarization-multiplexed with mutually orthogonal polarizations. You may make it apply to the polarization multiplexing optical communication system which transmits with an optical transmission line called an optical fiber, carries out polarization separation on the receiving side, and receives with two optical receivers for every polarization.
100 送信データ生成、101 光源、102 ドライバ、103 MZ(Mach−Zehnder)型光変調部、104 内蔵モニタPD(Photo−Diode)、105 バイアス制御回路、106 動作点オフセット加算部、107 発光波長Ch.(Channel)情報、108 光分岐部、109 パワーモニタ部、110 バイアスシフト量検出部。 100 transmission data generation, 101 light source, 102 driver, 103 MZ (Mach-Zehnder) type light modulator, 104 built-in monitor PD (Photo-Diode), 105 bias control circuit, 106 operating point offset adder, 107 emission wavelength Ch. (Channel) information, 108 optical branching unit, 109 power monitoring unit, 110 bias shift amount detection unit.
Claims (8)
前記光変調部に印加される前記バイアス電圧の制御を行うバイアス制御回路と、
前記バイアス制御回路による前記バイアス電圧の動作点にオフセットを加算する動作点オフセット加算部と、
を備えたことを特徴とする光送信器。 An optical modulator that modulates light based on the applied bias voltage and the input modulation signal, and outputs the modulated optical signal;
A bias control circuit for controlling the bias voltage applied to the light modulator;
An operating point offset adding unit for adding an offset to the operating point of the bias voltage by the bias control circuit;
An optical transmitter comprising:
前記バイアス制御回路は、前記MZ型光変調器内の放射光のモニタ結果に基づいて前記バイアス電圧の制御を行い、
前記動作点オフセット加算部は、前記バイアス制御回路による前記バイアス電圧の動作点に、前記MZ型光変調器内の放射光と前記光信号とのバイアスシフトに対応した前記オフセットを加算する
ことを特徴とする請求項1に記載の光送信器。 The optical modulation unit includes an MZ (Mach-Zehnder) type optical modulator,
The bias control circuit controls the bias voltage based on the monitoring result of the radiated light in the MZ type optical modulator,
The operating point offset adding unit adds the offset corresponding to the bias shift between the emitted light in the MZ type optical modulator and the optical signal to the operating point of the bias voltage by the bias control circuit. The optical transmitter according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光送信器。 The operating point offset adding unit refers to a table indicating a correspondence relationship between the wavelength of the light input to the light modulating unit and the offset, and adds the offset to the operating point of the bias voltage by the bias control circuit. The optical transmitter according to claim 1, wherein addition is performed.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光送信器。 The operating point offset adding unit adds the offset to an operating point of the bias voltage by the bias control circuit based on a monitoring result of the optical signal output from the optical modulation unit. The optical transmitter according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の光送信器。 The optical transmitter according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical signal is a pre-equalized optical signal or a multilevel modulated optical signal.
前記放射光の光強度をモニタする内蔵モニタPD(Photo−Diode)と、を備え、
前記バイアス制御回路は、前記変調信号よりも低周波である低周波信号を前記バイアス電圧に加算し、前記内蔵モニタPDでモニタされた前記放射光に含まれる前記低周波信号に基づいて前記バイアス電圧の制御を行う
ことを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれかに記載の光送信器。 A light source for inputting the emitted light to the light modulator;
A built-in monitor PD (Photo-Diode) for monitoring the light intensity of the emitted light,
The bias control circuit adds a low-frequency signal having a frequency lower than that of the modulation signal to the bias voltage, and the bias voltage is based on the low-frequency signal included in the emitted light monitored by the built-in monitor PD. The optical transmitter according to claim 2, wherein the optical transmitter is controlled.
前記光変調部に印加される前記バイアス電圧の制御を行うバイアス制御ステップと、
前記バイアス制御ステップによる前記バイアス電圧の動作点にオフセットを加算する動作点オフセット加算ステップと、
を備えたことを特徴とする光送信方法。 An optical modulation step of modulating light by the optical modulation unit based on the applied bias voltage and the input modulation signal, and outputting the modulated optical signal;
A bias control step for controlling the bias voltage applied to the light modulator;
An operating point offset adding step of adding an offset to the operating point of the bias voltage by the bias control step;
An optical transmission method comprising:
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015118088A (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | テクトロニクス・インコーポレイテッドTektronix,Inc. | Accessory and calibration method thereof |
WO2017082349A1 (en) * | 2015-11-12 | 2017-05-18 | 日本電信電話株式会社 | Optical transmitter and bias voltage control method |
JP2017211509A (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | 三菱電機株式会社 | Drive control device, optical transmitter, optical transmission system and drive control method |
WO2020213123A1 (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-22 | 三菱電機株式会社 | Light modulation control device and mach-zehnder interferometer device |
-
2012
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015118088A (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | テクトロニクス・インコーポレイテッドTektronix,Inc. | Accessory and calibration method thereof |
WO2017082349A1 (en) * | 2015-11-12 | 2017-05-18 | 日本電信電話株式会社 | Optical transmitter and bias voltage control method |
CN108351541A (en) * | 2015-11-12 | 2018-07-31 | 日本电信电话株式会社 | The control method of optical transmitter and bias voltage |
JPWO2017082349A1 (en) * | 2015-11-12 | 2018-08-16 | 日本電信電話株式会社 | Optical transmitter and bias voltage control method |
US10313015B2 (en) | 2015-11-12 | 2019-06-04 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical transmitter and bias voltage control method |
JP2017211509A (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | 三菱電機株式会社 | Drive control device, optical transmitter, optical transmission system and drive control method |
WO2020213123A1 (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-22 | 三菱電機株式会社 | Light modulation control device and mach-zehnder interferometer device |
JPWO2020213123A1 (en) * | 2019-04-18 | 2021-11-11 | 三菱電機株式会社 | Optical modulation controller and Mach-Zehnder interferometer |
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