JP2013247602A - Transmitter that generates 16qam light signal and method of the same - Google Patents
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Abstract
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16QAM(16QAM、16-ary quadrature amplitude modulation)光信号を生成する送信装置および方法に関する。 The present invention relates to a transmission apparatus and method for generating a 16QAM (16-QAM, 16-ary quadrature amplitude modulation) optical signal used in an optical communication system including an optical communication apparatus and an optical fiber link.
高密度波長分割多重(DWDM)システムの高いスペクトル利用効率を得るため、16値直交振幅変調(16QAM)形式は有望な変調方式である。16QAM光信号生成のため、いくつかの光信号送信器が提案された。これらは構成により以下の2つのタイプに分類できる。 In order to obtain high spectral utilization efficiency of Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) systems, the 16-value quadrature amplitude modulation (16QAM) format is a promising modulation scheme. Several optical signal transmitters have been proposed for 16QAM optical signal generation. These can be classified into the following two types according to the configuration.
第1の方法は、電気多値信号によって駆動される1つの光変調器を利用する方法である(非特許文献1および2)。第2の方法は、いくつかの光変調器により構成されるが、各変調器は電気2値信号によって駆動される方法である(非特許文献3)。これらより、16QAM光信号を生成するため、以下の3つの方法がある。
The first method uses a single optical modulator driven by an electrical multilevel signal (
もっとも代表的な第1の方法は、非特許文献1に記載され、1つのデュアル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)を利用することにより実行される。この駆動データは、高速任意波形発生器(AWG)または高速デジタルアナログ変換器(DAC)によって生成された4値符号化データである(図6(a))。DP−MZMは、光信号の位相と直交成分を独立に変調できるため、生成された16QAM光信号は非常に鮮明であり、よい性能になる。
The most typical first method is described in
第2の方法は、非特許文献2に記載され、DP−MZMの代わりに電気的4値信号によって駆動される1つのデュアルドライブマッハツェンダ変調器(DD−MZM)を利用する(図6(b))。
The second method is described in Non-Patent
第3の方法は、非特許文献3に記載され、電気多値信号の使用を避けるため、合成技術を提案する。この方法は、直列のDP−MZM、MZMおよび位相変調器から構成され、各駆動信号は2値符号化データをである(図6(c))。 The third method is described in Non-Patent Document 3 and proposes a synthesis technique in order to avoid the use of electrical multilevel signals. This method is composed of serial DP-MZM, MZM and phase modulator, and each drive signal is binary encoded data (FIG. 6 (c)).
しかしながら、第1の方法のDP−MZMおよびAWG(またはDAC)は非常に高価であるだけでなく、送信器のバンド幅を制限する要素でもある。また、第2の方法の単純な構成は、より低コストが期待されるが、その性能は良くない。さらにAWGの使用が要求される。また、第3の方法は、適切なおよび安定した動作のため、DP−MZMとMZMのバイアス点を制御するいくつかのフィードバック回路を要求する。この結果、複雑さとコストが増加する。 However, the first method, DP-MZM and AWG (or DAC), is not only very expensive, but also a factor limiting the bandwidth of the transmitter. The simple configuration of the second method is expected to be lower in cost, but its performance is not good. Furthermore, the use of AWG is required. The third method also requires several feedback circuits to control the DP-MZM and MZM bias points for proper and stable operation. This results in increased complexity and cost.
したがって、本発明は、電気多値信号および/またはDP−MZMを使用することなしに、高効率で16QAM光信号を生成する送信装置および方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a transmission apparatus and method for generating a 16QAM optical signal with high efficiency without using an electrical multilevel signal and / or DP-MZM.
上記課題を解決するため本発明の送信装置は、16値直交振幅変調(16QAM)の4つのシンボルで光信号を変調するデュアルドライブマッハツェンダ変調器と、前記変調された光信号を4等位相で変調する直列した第1の位相変調器と第2の位相変調器とを備える。 In order to solve the above problems, a transmitting apparatus of the present invention includes a dual drive Mach-Zehnder modulator that modulates an optical signal with four symbols of 16-value quadrature amplitude modulation (16QAM), and modulates the modulated optical signal with four equal phases. A first phase modulator and a second phase modulator connected in series.
また、前記デュアルドライブマッハツェンダ変調器内の2つのマッハツェンダ変調器は、2つの独立した駆動信号によって、独立して駆動されることも好ましい。 It is also preferable that the two Mach-Zehnder modulators in the dual drive Mach-Zehnder modulator are driven independently by two independent drive signals.
また、前記デュアルドライブマッハツェンダ変調器の第1の駆動信号の振幅(A1)、第2の駆動信号の振幅(A2)、およびバイアス電圧(vb)は、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 second drive signal, and the bias voltage (v b ) of the dual drive Mach-Zehnder modulator manipulate the amplitude and phase of the optical signal. It is also preferable to be adjusted in order 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=0.3Vπおよびvb=0.5Vπ(Vπは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、16QAM配置の四分円に置かれた4つのシンボルを作ることも好ましい。 Further, the dual drive Mach-Zehnder modulator has A 1 = A 2 = 0.3 V π and v b = 0.5 V π (V π is a switching voltage of the dual drive Mach-Zehnder modulator), and a quadrant of 16QAM arrangement. It is also preferable to make four symbols placed in
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=0.7Vπおよびvb=0.5Vπ(Vπは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、16QAM配置に置かれた4つのシンボルを作ることも好ましい。 Also, the dual drive Mach-Zehnder modulator was placed in a 16QAM arrangement with A 1 = A 2 = 0.7 V π and v b = 0.5 V π (V π is the switching voltage of the dual drive Mach-Zehnder modulator). It is also preferable to make four symbols.
上記課題を解決するため本発明の光信号を生成するための方法は、デュアルドライブマッハツェンダ変調器が16値直交振幅変調(16QAM)の4つのシンボルで光信号を変調するステップと、直列した第1位相変調器と第2の位相変調器が前記変調された光信号を4等位相で変調するステップとを含む。 In order to solve the above problems, a method for generating an optical signal according to the present invention includes a step of a dual drive Mach-Zehnder modulator modulating an optical signal with four symbols of 16-value quadrature amplitude modulation (16QAM), and a first in series. A phase modulator and a second phase modulator modulating the modulated optical signal with a quadratic phase.
本発明の送信装置はDD−MZMと位相変調器のみから構成され、フィードバック制御回路は、DD−MZMのバイアス制御のため1つのみ要求される。結果として、送信装置のコストと複雑さが非常に減少する。 The transmission apparatus of the present invention is composed of only DD-MZM and a phase modulator, and only one feedback control circuit is required for DD-MZM bias control. As a result, the cost and complexity of the transmitter is greatly reduced.
さらに、本発明の送信装置の全ての構成要素は40Gb/sシステムに対して商業的に利用可能であるため、40ギガボー16QAM光信号を、送信等化(pre-qualization)や超高速DACのような最先端の技術を用いることなく達成可能である。 In addition, since all components of the transmitter of the present invention are commercially available for 40 Gb / s systems, 40 Gbaud 16QAM optical signals can be used for transmission equalization (e.g., pre-qualization or ultra high speed DAC). This can be achieved without using any state-of-the-art technology.
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、直列に並べられたデュアルドライブマッハツェンダ変調器21(DD−MZM)、第1の位相変調器22(PM)、および第2の位相変調器23(PM)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2値電気信号のデータ1(v1(t))、データ2(v2(t))、データ3(v3(t))およびデータ4(v4(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。 The DD-MZM 21 includes two Mach-Zehnder modulators (MZM), and the continuous light is branched into two, and after the amplitude and phase are manipulated by the drive signal in each MZM, they are combined and output. Since the chirp of the optical signal can be controlled by adjusting the magnitude of the drive signal, the amplitude and phase of the optical signal can be manipulated.
本実施形態のDD−MZM21は、16QAM配置に置かれた4つのシンボルに光信号を変調する。この動作のため、2つの独立した2値電気信号のデータ(データ1とデータ2)をDD−MZM21の各MZMに印加し、駆動電圧(A1とA2)および変調バイアス電圧(vb)を調節する。もし、DD−MZM21の分岐/合成比を同じにすると、DD−MZM21の伝達関数は、
位相変調器22、23は、それぞれ電気信号v3(t)、v4(t)を送り込むことにより、2値位相変調を行い、16QAM変調形式の光信号に変調することができる。
The
以上のように、本発明の送信装置は、DD−MZMと2つの位相変調器から構成され、電気多値信号および/またはDP−MZMを使用することなく、16QAM変調形式で光信号を変調することができる。 As described above, the transmission apparatus according to the present invention includes a DD-MZM and two phase modulators, and modulates an optical signal in a 16QAM modulation format without using an electrical multilevel signal and / or DP-MZM. be able to.
以下、本発明の送信装置による16QAM変調の実施例を2つ示す。 Two embodiments of 16QAM modulation by the transmission apparatus of the present invention will be described below.
第1の実施例では、DD−MZM21のパラメータをA1=A2=0.3Vπおよびvb=0.5Vπとすることによって、入力データ1は、図2(a)に配置され、入力データ2は、図2(b)に配置される。これらを合成することによって、図2(c)に示す4つのシンボルが作られる。図3(a)にDD−MZM21の出力での16QAM配置の四分円に置かれた変調信号の配置を示す。
In the first embodiment, by setting the parameters of the DD-MZM 21 as A 1 = A 2 = 0.3 V π and v b = 0.5 V π , the
この後、第1の位相変調器22に、2値([0、π]位相変調)v3(t)を入力し、第2の位相変調器23に、2値([0、π/2]位相変調)v4(t)を入力する。これは、QPSK(quadrature phase shift keying)光信号と同じ4等位相の結果となり、最終的に16QAM配置が得られる。図3(b)は、本送信装置の出力での16QAM配置を示す。
Thereafter, binary ([0, π] phase modulation) v 3 (t) is input to the
第2の実施例では、DD−MZM21のパラメータをA1=A2=0.7Vπおよびvb=0.5Vπとすることによって、入力データ1は、図4(a)に配置され、入力データ2は、図4(b)に配置される。これらを合成することによって、図4(c)に示す4つのシンボルが作られる。図5(a)にDD−MZM21の出力での16QAM配置の第1の実施例と異なる変調信号の配置を示す。
In the second embodiment, by setting the parameters of DD-MZM 21 as A 1 = A 2 = 0.7 V π and v b = 0.5 V π , the
この後、同様に、第1の位相変調器22に、2値([0、π]位相変調)v3(t)を入力し、第2の位相変調器23に、2値([0、π/2]位相変調)v4(t)を入力する。これにより、第1の実施例と同様に最終的に16QAM配置が得られる。図5(b)は、本送信装置の出力での16QAM配置を示す。
Thereafter, similarly, binary ([0, π] phase modulation) v 3 (t) is input to the
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 第1の位相変調器
23 第2の位相変調器
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記変調された光信号を4等位相で変調する直列した第1の位相変調器と第2の位相変調器と、
を備えることを特徴とする送信装置。 A dual drive Mach-Zehnder modulator that modulates an optical signal with four symbols of 16-value quadrature amplitude modulation (16QAM);
A first phase modulator and a second phase modulator connected in series to modulate the modulated optical signal with four equal phases;
A transmission device comprising:
直列した第1位相変調器と第2の位相変調器が前記変調された光信号を4等位相で変調するステップと、
を含むことを特徴とする光信号を生成するための方法。 A dual drive Mach-Zehnder modulator modulating an optical signal with four symbols of 16-value quadrature amplitude modulation (16QAM);
A first phase modulator and a second phase modulator in series modulate the modulated optical signal with four equal phases;
A method for generating an optical signal comprising:
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