JP2014122964A - Optical modulator, optical transmitter, optical transmission/reception system, and control method of optical modulator - Google Patents
Optical modulator, optical transmitter, optical transmission/reception system, and control method of optical modulator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014122964A JP2014122964A JP2012278046A JP2012278046A JP2014122964A JP 2014122964 A JP2014122964 A JP 2014122964A JP 2012278046 A JP2012278046 A JP 2012278046A JP 2012278046 A JP2012278046 A JP 2012278046A JP 2014122964 A JP2014122964 A JP 2014122964A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- drivers
- signal
- phase modulation
- activated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は光変調器、光送信器、光送受信システム及び光変調器の制御方法に関する。 The present invention relates to an optical modulator, an optical transmitter, an optical transmission / reception system, and an optical modulator control method.
インターネットや映像配信等の広帯域マルチメディア通信サービスの爆発的な需要増加に伴い、幹線系やメトロ系ではより長距離大容量かつ高信頼な高密度波長多重光ファイバ通信システムの導入が進んでいる。また、加入者系においても、光ファイバアクセスサービスの普及が急速に進んでいる。こうした光ファイバを使用した通信システムでは、光伝送路である光ファイバの敷設コスト低減や、光ファイバ1本当たりの伝送帯域利用効率を高めることが重要である。このため、複数の異なる波長の光信号を多重化して伝送する、波長多重技術が広く用いられている。 Along with the explosive demand for broadband multimedia communication services such as the Internet and video distribution, the introduction of high-distance wavelength-division-multiplexed optical fiber communication systems with longer distances, larger capacities, and higher reliability is increasing in trunk and metro systems. In addition, optical fiber access services are rapidly spreading in subscriber systems. In a communication system using such an optical fiber, it is important to reduce the installation cost of an optical fiber that is an optical transmission line and to increase the transmission band utilization efficiency per optical fiber. For this reason, a wavelength multiplexing technique that multiplexes and transmits optical signals having different wavelengths is widely used.
波長多重光ファイバ通信システム向け光送信器には、高速光変調が可能で、その光信号波長依存性が小さく、さらに長距離信号伝送時の受信光波形劣化を招く不要な光位相変調成分(変調方式が光強度変調方式の場合)または光強度変調成分(変調方式が光位相変調方式の場合)が極力抑えられた光変調器が要求される。こうした用途には、光導波路型マッハツェンダ(以下MZ:Mach−Zehnder)干渉計と同様の光導波路型の光位相変調器を組み込んだ、MZ光強度変調器が実用的である。 Optical transmitters for WDM optical fiber communication systems are capable of high-speed optical modulation, have small optical signal wavelength dependency, and unnecessary optical phase modulation components (modulation) that cause deterioration of the received optical waveform during long-distance signal transmission There is a demand for an optical modulator in which the light intensity modulation component (when the method is a light intensity modulation method) or the light intensity modulation component (when the modulation method is an optical phase modulation method) is suppressed as much as possible. For such applications, an MZ light intensity modulator incorporating an optical waveguide type optical phase modulator similar to an optical waveguide type Mach-Zehnder (hereinafter, MZ) interferometer is practical.
また、1波長チャンネル当りの伝送容量拡大にあたっては、課題となるスペクトル利用効率および光ファイバの波長分散や偏波モード分散に対する耐性の観点から、通常の2値光強度変調方式に比べて光変調スペクトル帯域幅がより狭い、多値光変調信号方式が有利である。この多値光変調信号方式は、特に今後の需要増加が見込まれる40Gb/sを越える幹線系光ファイバ通信システムでは主流になると考えられる。現在、こうした用途向けに、上述のMZ光強度変調器2個と光合分波器を組み合わせたモノリシック集積多値IQ光変調器が開発されている。 In addition, when expanding the transmission capacity per wavelength channel, from the viewpoint of spectrum utilization efficiency and resistance to chromatic dispersion and polarization mode dispersion of the optical fiber, the optical modulation spectrum is higher than that of the normal binary light intensity modulation method. A multilevel optical modulation signaling scheme with a narrower bandwidth is advantageous. This multi-level optical modulation signal system is considered to become mainstream particularly in a trunk optical fiber communication system exceeding 40 Gb / s, where future demand is expected to increase. Currently, a monolithic integrated multilevel IQ optical modulator combining the two MZ optical intensity modulators described above and an optical multiplexer / demultiplexer has been developed for such applications.
こうした光変調器を用いて、特に変調電気信号の周波数が1GHzを超えるような高周波領域で高速光変調を行う場合には、光変調器の光位相変調器領域に設けられた電極の長さに対して、変調電気信号の伝搬波長は無視できない程度にまで短くなる。このため、光位相変調器に電場を印加する手段である電極構造の電位分布は、光信号伝搬軸方向で均一と見なすことはできない。よって、光変調特性を正しく見積もるためには、この電極自体を分布定数線路として、かつ、光位相変調器領域を伝搬する変調電気信号を進行波として取り扱う必要がある。この場合、被変調光信号と変調電気信号との実効的な相互作用長をできるだけ稼ぐために、被変調光信号の位相速度voと変調電気信号の位相速度vmとを可能な限り近づける(位相速度整合させる)工夫を施した、いわゆる進行波型電極構造が必要となる。 When such an optical modulator is used to perform high-speed optical modulation particularly in a high-frequency region where the frequency of the modulated electrical signal exceeds 1 GHz, the length of the electrode provided in the optical phase modulator region of the optical modulator is set. On the other hand, the propagation wavelength of the modulated electric signal is shortened to a level that cannot be ignored. For this reason, the potential distribution of the electrode structure, which is a means for applying an electric field to the optical phase modulator, cannot be regarded as uniform in the optical signal propagation axis direction. Therefore, in order to accurately estimate the light modulation characteristics, it is necessary to treat the electrode itself as a distributed constant line and a modulated electric signal propagating through the optical phase modulator region as a traveling wave. In this case, in order to obtain the effective interaction length between the modulated optical signal and the modulated electrical signal as much as possible, the phase velocity vo of the modulated optical signal and the phase velocity vm of the modulated electrical signal are made as close as possible (phase velocity). A so-called traveling wave type electrode structure is required which is devised.
このような進行波型電極構造と多値光変調信号方式とを実現するための分割電極構造を有する光変調器モジュールがすでに提案されている(特許文献1〜4)。また、分割電極のそれぞれにおける被変調光信号の位相変化を多値制御することができる光変調器モジュールが提案されている。この光変調器モジュールは、ディジタル信号を入力することにより、進行波構造動作に要する位相速度整合及びインピーダンス整合を維持しつつ任意の多値光変調信号を発生させることが可能な、小型、広帯域及び低駆動電圧の光変調器モジュールである。
An optical modulator module having a split electrode structure for realizing such a traveling wave electrode structure and a multilevel optical modulation signal system has already been proposed (
他にも、消費電力の削減を目的とした送信側光通信装置が提案されている(特許文献5)。この送信側光通信装置は、1つの駆動回路により複数のLED(Light Emitting Diode)を駆動している。そして、駆動回路の一部の駆動機能を停止させ、かつ、スイッチを開放して駆動するLEDの数を制限する。これにより、消費電力を削減できる。 In addition, a transmission-side optical communication device for reducing power consumption has been proposed (Patent Document 5). In this transmission-side optical communication device, a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes) are driven by a single drive circuit. Then, the drive function of a part of the drive circuit is stopped, and the number of LEDs to be driven is limited by opening the switch. Thereby, power consumption can be reduced.
ところが発明者は、上述の光変調器モジュールでは、以下に示す問題点があることを見出した。上述の分割電極構造においては、通常、分割電極を駆動するドライバが複数必要である。光変調動作時には、これら複数のドライバに電源を供給する必要が有る。そのため、複数のドライバでの消費電力が大きくなってしまう。特に、出力信号の多値度が増えると、分割電極の数が増え、それに伴いドライバの数も増える。この場合、消費電力の増大は特に顕著となる。 However, the inventor has found that the above-described optical modulator module has the following problems. In the above-described divided electrode structure, usually, a plurality of drivers for driving the divided electrodes are required. During the optical modulation operation, it is necessary to supply power to the plurality of drivers. As a result, power consumption by a plurality of drivers increases. In particular, when the multivalue level of the output signal increases, the number of divided electrodes increases, and the number of drivers increases accordingly. In this case, the increase in power consumption becomes particularly significant.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、分割電極構造を有する光送信器の消費電力を低減することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the power consumption of an optical transmitter having a split electrode structure.
本発明の一態様である光変調器は、導波路上に複数の位相変調領域が形成され、入力光を2値変調した光信号を出力する光変調部と、前記複数の位相変調領域のそれぞれと接続された複数のドライバを有し、前記複数のドライバのそれぞれから対応する位相変調領域に、入力デジタル信号に応じた駆動信号を出力する駆動回路と、前記光変調部から出力されて外部の受信器に到達する光信号の所望の強度を示す第1の情報を受けて、前記複数のドライバのうち活性化するドライバの数を判定する判定回路と、前記判定回路での判定結果で指定された数のドライバを活性化し、活性化したドライバ以外のドライバの電源を遮断するドライバ制御回路と、を備えるものである。 An optical modulator according to one embodiment of the present invention includes: a plurality of phase modulation regions formed on a waveguide; an optical modulation unit that outputs an optical signal obtained by binary modulation of input light; and each of the plurality of phase modulation regions A driver circuit that outputs a drive signal corresponding to an input digital signal to a corresponding phase modulation region from each of the plurality of drivers, and an external output that is output from the light modulator. The first information indicating the desired intensity of the optical signal reaching the receiver is received and specified by a determination circuit that determines the number of drivers to be activated among the plurality of drivers, and a determination result in the determination circuit A driver control circuit that activates a certain number of drivers and shuts off the power of drivers other than the activated drivers.
本発明の一態様である光送信器は、光導波路上に複数の位相変調領域が形成され、入力光を2値変調した光信号を出力する光変調部と、前記入力光を出力する光源と、前記複数の位相変調領域のそれぞれと択一的に接続された複数のドライバを有し、前記複数のドライバのそれぞれから対応する位相変調領域に、入力デジタル信号に応じた駆動信号を出力する駆動回路と、前記光変調部から出力されて外部の受信器に到達する光信号の所望の強度を示す第1の情報を受けて、前記複数のドライバのうち活性化するドライバの数を判定する判定回路と、前記判定回路での判定結果で指定された数のドライバを活性化し、活性化したドライバ以外のドライバの電源を遮断するドライバ制御回路と、を備えるものである。 An optical transmitter according to an aspect of the present invention includes: a light modulation unit that forms a plurality of phase modulation regions on an optical waveguide, outputs an optical signal obtained by binary-modulating input light; and a light source that outputs the input light. A plurality of drivers that are alternatively connected to each of the plurality of phase modulation regions, and a drive that outputs a drive signal corresponding to an input digital signal from each of the plurality of drivers to a corresponding phase modulation region A circuit and a determination for determining a number of drivers to be activated among the plurality of drivers by receiving first information indicating a desired intensity of an optical signal output from the optical modulation unit and reaching an external receiver; A circuit and a driver control circuit that activates the number of drivers specified by the determination result of the determination circuit and shuts off the power of drivers other than the activated driver.
本発明の一態様である光送受信システムは、光信号を出力する光送信器と、前記光信号を受信する光受信器と、を備え、前記光送信器は、光導波路上に複数の位相変調領域が形成され、入力光を2値変調した前記光信号を出力する光変調部と、前記入力光を出力する光源と、前記複数の位相変調領域のそれぞれと択一的に接続された複数のドライバを有し、前記複数のドライバのそれぞれから対応する位相変調領域に、入力デジタル信号に応じた駆動信号を出力する駆動回路と、前記光変調部から出力されて外部の受信器に到達する光信号の所望の強度を示す第1の情報を受けて、前記複数のドライバのうち活性化するドライバの数を判定する判定回路と、前記判定回路での判定結果で指定された数のドライバを活性化し、活性化したドライバ以外のドライバの電源を遮断するドライバ制御回路と、を備えるものである。 An optical transmission / reception system according to an aspect of the present invention includes an optical transmitter that outputs an optical signal and an optical receiver that receives the optical signal, and the optical transmitter includes a plurality of phase modulations on an optical waveguide. A plurality of optical modulation units that output the optical signal obtained by binary modulation of input light, a light source that outputs the input light, and a plurality of phase modulation regions that are alternatively connected to each of the plurality of phase modulation regions. A driver circuit that outputs a drive signal corresponding to an input digital signal to a corresponding phase modulation region from each of the plurality of drivers, and light that is output from the optical modulator and reaches an external receiver Upon receiving first information indicating a desired strength of the signal, a determination circuit for determining the number of drivers to be activated among the plurality of drivers and a number of drivers designated by the determination result in the determination circuit are activated. Activated and activated dry A driver control circuit to shut off the power source other than the driver, those equipped with.
本発明の一態様である光変調器の制御方法は、光導波路上に形成された複数の位相変調領域により入力光を2値変調した光信号を出力する光変調部から出力され、外部の受信器に到達する光信号の所望の強度を示す第1の情報を入力させ、前記複数の位相変調領域のそれぞれと接続され、対応する位相変調領域に入力デジタル信号に応じた駆動信号を出力する複数のドライバのうち、活性化するドライバの数を判定し、前記判定により指定された数のドライバを活性化し、活性化したドライバ以外のドライバの電源を遮断するものである。 An optical modulator control method according to one embodiment of the present invention is output from an optical modulation unit that outputs an optical signal obtained by binary-modulating input light using a plurality of phase modulation regions formed on an optical waveguide. A plurality of first information indicating a desired intensity of the optical signal reaching the detector, connected to each of the plurality of phase modulation regions, and outputting a drive signal corresponding to the input digital signal to the corresponding phase modulation region; Among these drivers, the number of drivers to be activated is determined, the number of drivers designated by the determination is activated, and the power of drivers other than the activated drivers is shut off.
本発明によれば、分割電極構造を有する光送信器の消費電力を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the power consumption of an optical transmitter having a split electrode structure.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as necessary.
以下の実施の形態にかかる光送信器の構成及び動作を理解するための前提として、一般的な分割電極構造の多値の光送信器6000について説明する。光送信器6000は、多値変調光送信器であるが、ここでは説明の簡略化のため、光送信器6000を3ビットの光送信器として説明する。図1は、一般的な分割電極構造の多値の光送信器6000の構成を模式的に示すブロック図である。光送信器6000は、光源6001及び光変調器600を有する。
As a premise for understanding the configuration and operation of an optical transmitter according to the following embodiment, a general multi-value
光源6001は、典型的にはレーザダイオードが用いられ、例えばCW(Continuous Wave)光6002を光変調器600に出力する。光変調器600は、3ビットの光変調器である。光変調器600は、3ビットのデジタル信号である入力デジタル信号D[2:0]に応じて、入力されたCW光6002を変調して3ビットの光信号6003を出力する。
The
続いて、光変調器600について説明する。図2は、光変調器600の構成を模式的に示す平面図である。光変調器600は、光変調部61、デコーダ62及び駆動回路63を有する。
Next, the
光変調部61は、入力光INを変調した光信号OUTを出力する。なお、入力光INは、図1のCW光6002に対応する。光信号OUTは、図1の光信号6003に対応する。光変調部61は、光導波路611及び612、光合分波器613及び614、位相変調領域PM61_1〜PM61_7、PM62_1〜PM62_7を有する。光導波路611及び612は並列に配置される。
The
光導波路611及び612の光入力(入力光IN)側には、光合分波器613が挿入される。光合分波器613の入力側では、入力ポートP1に入力光INが入力され、入力ポートP2は無入力とする。光合分波器613の出力側では、光導波路611は出力ポートP3と接続され、光導波路612は出力ポートP4と接続される。
An optical multiplexer /
図3Aは、光合分波器613の構成を模式的に示す図である。光合分波器613では、入力ポートP1に入射した光は、出力ポートP3及びP4に伝搬する。ただし、入力ポートP1から出力ポートP4に伝搬する光は、入力ポートP1から出力ポートP3に伝搬する光に比べて、位相が90°遅延する。また、入力ポートP2に入射した光は、出力ポートP3及びP4に伝搬する。ただし、入力ポートP2から出力ポートP3に伝搬する光は、入力ポートP2から出力ポートP4に伝搬する光に比べて、位相が90°遅延する。
FIG. 3A is a diagram schematically illustrating the configuration of the optical multiplexer /
光導波路611及び612の光信号出力(光信号OUT)側には、光合分波器614が挿入される。光合分波器614の入力側では、光導波路611は入力ポートP5と接続され、光導波路612は入力ポートP6と接続される。光合分波器614の出力側では、出力ポートP7から光信号OUTが出力される。
An optical multiplexer /
図3Bは、光合分波器614の構成を模式的に示す図である。光合分波器614は、光合分波器613と同様の構成を有する。入力ポートP5及びP6は、それぞれ光合分波器613の入力ポートP1及びP2に対応する。出力ポートP7及びP8は、それぞれ光合分波器613の出力ポートP3及びP4に対応する。入力ポートP5に入射した光は、出力ポートP7及びP8に伝搬する。ただし、入力ポートP5から出力ポートP8に伝搬する光は、入力ポートP5から出力ポートP7に伝搬する光に比べて、位相が90°遅延する。また、入力ポートP6に入射した光は、出力ポートP7及びP8に伝搬する。ただし、入力ポートP6から出力ポートP7に伝搬する光は、入力ポートP6から出力ポートP8に伝搬する光に比べて、位相が90°遅延する。
FIG. 3B is a diagram schematically illustrating the configuration of the optical multiplexer /
光合分波器613と光合分波器614との間の光導波路611には、位相変調領域PM61_1〜PM61_7が配置される。光合分波器613と光合分波器614との間の光導波路612には、位相変調領域PM62_1〜PM62_7が配置される。
Phase modulation regions PM61_1 to PM61_7 are arranged in the
ここで、位相変調領域とは、光導波路上に形成された電極を有する領域である。そして、電極に電気信号、例えば電圧信号が印加されることにより、電極の下の光導波路の実効屈折率が変化する。その結果、位相変調領域の光導波路の実質的な光路長を変化させることができる。これにより、位相変調領域は、光導波路を伝搬する光信号の位相を変化させることができる。そして、2本の光導波路611及び612の間を伝搬する光信号間に位相差を与えることで、光信号を変調することができる。すなわち、光変調部61は、2本のアームと電極分割構造を有する、多値のマッハツェンダ光変調器を構成する。
Here, the phase modulation region is a region having electrodes formed on the optical waveguide. When an electric signal, for example, a voltage signal is applied to the electrode, the effective refractive index of the optical waveguide under the electrode changes. As a result, the substantial optical path length of the optical waveguide in the phase modulation region can be changed. Thereby, the phase modulation region can change the phase of the optical signal propagating through the optical waveguide. The optical signal can be modulated by giving a phase difference between the optical signals propagating between the two
デコーダ62は、3ビットの入力デジタル信号D[2:0]をデコードし、例えば多ビットの信号D1〜D7を駆動回路63に出力する。
The
駆動回路63は、2値のドライバDR61〜DR67を有する。ドライバDR61〜DR67のそれぞれには、信号D1〜D7が供給される。ドライバDR61〜DR67は、信号D1〜D7に応じて一対の差動出力信号を出力する。このとき、ドライバDR61〜DR67から出力される差動出力信号の正相出力信号のそれぞれは、位相変調領域PM61_1〜PM61_7に出力される。ドライバDR61〜DR67から出力される差動出力信号の逆相出力信号のそれぞれは、位相変調領域PM62_1〜PM62_7に出力される。
The
ここで、ドライバDR61〜DR67が出力する差動出力信号について説明する。ドライバDR61〜DR67は、上述のように、2値出力(0、1)のドライバである。つまり、ドライバDR61〜DR67は、信号D1〜D7の値に応じて、正相出力信号として「0」又は「1」を出力する。 Here, the differential output signals output from the drivers DR61 to DR67 will be described. The drivers DR61 to DR67 are binary output (0, 1) drivers as described above. That is, the drivers DR61 to DR67 output “0” or “1” as the positive phase output signal according to the values of the signals D1 to D7.
一方、ドライバDR61〜DR67は、正相出力信号を反転させた信号を、逆相出力信号として出力する。つまり、ドライバDR61〜DR67は、信号D1〜D7の値に応じて、逆相出力信号として、「1」又は「0」を出力する。 On the other hand, the drivers DR61 to DR67 output a signal obtained by inverting the normal phase output signal as a negative phase output signal. That is, the drivers DR61 to DR67 output “1” or “0” as a reverse phase output signal according to the values of the signals D1 to D7.
図4は、光変調器600の動作を示す動作表である。ドライバDR61は、入力デジタル信号D[2:0]が「000」の場合には、正相出力信号として「0」、逆相出力信号として「1」を出力する。ドライバDR61は、入力デジタル信号D[2:0]が「001」以上である場合には、正相出力信号として「1」、逆相出力信号として「0」を出力する。
FIG. 4 is an operation table showing the operation of the
ドライバDR62は、入力デジタル信号D[2:0]が「001」以下の場合には、正相出力信号として「0」、逆相出力信号として「1」を出力する。ドライバDR62は、入力デジタル信号D[2:0]が「010」以上である場合には、正相出力信号として「1」、逆相出力信号として「0」を出力する。 When the input digital signal D [2: 0] is “001” or less, the driver DR62 outputs “0” as the normal phase output signal and “1” as the negative phase output signal. When the input digital signal D [2: 0] is “010” or more, the driver DR62 outputs “1” as the normal phase output signal and “0” as the negative phase output signal.
ドライバDR63は、入力デジタル信号D[2:0]が「010」以下の場合には、正相出力信号として「0」、逆相出力信号として「1」を出力する。ドライバDR63は、入力デジタル信号D[2:0]が「011」以上である場合には、正相出力信号として「1」、逆相出力信号として「0」を出力する。 When the input digital signal D [2: 0] is “010” or less, the driver DR63 outputs “0” as the normal phase output signal and “1” as the negative phase output signal. When the input digital signal D [2: 0] is “011” or more, the driver DR63 outputs “1” as the normal phase output signal and “0” as the negative phase output signal.
ドライバDR64は、入力デジタル信号D[2:0]が「011」以下の場合には、正相出力信号として「0」、逆相出力信号として「1」を出力する。ドライバDR64は、入力デジタル信号D[2:0]が「100」以上である場合には、正相出力信号として「1」、逆相出力信号として「0」を出力する。 When the input digital signal D [2: 0] is “011” or less, the driver DR64 outputs “0” as the normal phase output signal and “1” as the negative phase output signal. When the input digital signal D [2: 0] is “100” or more, the driver DR64 outputs “1” as the normal phase output signal and “0” as the negative phase output signal.
ドライバDR65は、入力デジタル信号D[2:0]が「100」以下の場合には、正相出力信号として「0」、逆相出力信号として「1」を出力する。ドライバDR65は、入力デジタル信号D[2:0]が「101」以上である場合には、正相出力信号として「1」、逆相出力信号として「0」を出力する。 When the input digital signal D [2: 0] is “100” or less, the driver DR65 outputs “0” as the normal phase output signal and “1” as the negative phase output signal. When the input digital signal D [2: 0] is “101” or more, the driver DR65 outputs “1” as the normal phase output signal and “0” as the negative phase output signal.
ドライバDR66は、入力デジタル信号D[2:0]が「101」以下の場合には、正相出力信号として「0」、逆相出力信号として「1」を出力する。ドライバDR66は、入力デジタル信号D[2:0]が「110」以上である場合には、正相出力信号として「1」、逆相出力信号として「0」を出力する。 When the input digital signal D [2: 0] is “101” or less, the driver DR66 outputs “0” as the normal phase output signal and “1” as the negative phase output signal. When the input digital signal D [2: 0] is “110” or more, the driver DR66 outputs “1” as the normal phase output signal and “0” as the negative phase output signal.
ドライバDR67は、入力デジタル信号D[2:0]が「110」以下の場合には、正相出力信号として「0」、逆相出力信号として「1」を出力する。ドライバDR67は、入力デジタル信号D[2:0]が「111」である場合には、正相出力信号として「1」、逆相出力信号として「0」を出力する。 When the input digital signal D [2: 0] is “110” or less, the driver DR67 outputs “0” as the normal phase output signal and “1” as the negative phase output signal. When the input digital signal D [2: 0] is “111”, the driver DR67 outputs “1” as the normal phase output signal and “0” as the negative phase output signal.
ここで、光変調器600の位相変調動作について説明する。図5は、光変調器600での光の伝搬態様を模式的に示す図である。この例では、図5に示すように、光合分波器613の入力ポートP1に入力光INが入力する。そのため、出力ポートP3から出力される光に比べて、出力ポートP4から出力される光は、位相が90°遅れる。その後、出力ポートP3から出力された光は、位相変調領域PM61_1〜PM61_7を通過し、光合分波器614の入力ポートP5に到達する。入力ポートP5に到達した光は、そのまま出力ポートP7に到達する。一方、出力ポートP4から出力された光は、位相変調領域PM62_1〜PM62_7を通過し、光合分波器614の入力ポートP6に到達する。入力ポートP6に到達した光は、さらに位相が90°遅延して、出力ポートP7に到達する。
Here, the phase modulation operation of the
つまり、位相変調領域PM61_1〜PM61_7及び位相変調領域PM62_1〜PM62_7により位相変調を受けなかった場合でも、入力ポートP6から出力ポートP7に到達する光L2は、入力ポートP5から出力ポートP7に到達する光L1に比べて、位相が180°遅延することとなる。 That is, even when the phase modulation regions PM61_1 to PM61_7 and the phase modulation regions PM62_1 to PM62_7 are not subjected to phase modulation, the light L2 reaching the output port P7 from the input port P6 is the light reaching the output port P7 from the input port P5. Compared to L1, the phase is delayed by 180 °.
図6Aは、位相変調領域PM61_1〜PM61_7及び位相変調領域PM62_1〜PM62_7により位相変調を受けなかった場合の光L1及びL2を示すコンスタレーション図である。上述したように、入力ポートP6から出力ポートP7に到達する光L2は、入力ポートP5から出力ポートP7に到達する光L1に比べて、位相が180°遅延する。 FIG. 6A is a constellation diagram showing the lights L1 and L2 when the phase modulation regions PM61_1 to PM61_7 and the phase modulation regions PM62_1 to PM62_7 are not subjected to phase modulation. As described above, the phase of the light L2 reaching the output port P7 from the input port P6 is delayed by 180 ° compared to the light L1 reaching the output port P7 from the input port P5.
これに対し、光変調器600では、位相変調領域PM61_1〜PM61_7には正相出力信号が入力し、位相変調領域PM62_1〜PM62_7には逆相出力信号が入力する。これにより、入力ポートP6から出力ポートP7に到達する光L2の位相遅れを補償する。
In contrast, in the
図6Bは、光変調器600において入力デジタル信号D[2:0]の2進コードが「000」である場合の光L1及びL2を示すコンスタレーション図である。例えば、入力デジタル信号D[2:0]の2進コードが「111」であれば、位相変調領域PM61_1〜PM61_7には正相出力信号である「1」が入力される。一方、位相変調領域PM62_1〜PM62_7には逆相出力信号である「0」が入力される。これにより、位相変調領域PM62_1〜PM62_7を通過する光は、更に位相が180°遅れる。
FIG. 6B is a constellation diagram illustrating the lights L1 and L2 when the binary code of the input digital signal D [2: 0] is “000” in the
すなわち、入力ポートP6から出力ポートP7に到達する光L2には、元々の180°位相遅れに加えて、位相変調領域PM62_1〜PM62_7による位相遅れである180°が加算される。これにより、入力ポートP6から出力ポートP7に到達する光L2には、360°の位相遅れが生じるため、入力ポートP5から出力ポートP7に到達する光L1に対する位相遅れが実質的に解消される。 That is, the light L2 reaching the output port P7 from the input port P6 is added with 180 °, which is the phase delay caused by the phase modulation regions PM62_1 to PM62_7, in addition to the original 180 ° phase delay. As a result, a 360 ° phase lag occurs in the light L2 reaching the output port P7 from the input port P6, so that the phase lag with respect to the light L1 reaching the output port P7 from the input port P5 is substantially eliminated.
図6Cは、光変調器600における光L1及びL2を示すコンスタレーション図である。図6Cに示すように、差動出力信号を用いることで、入力デジタル信号D[2:0]の変化に応じて、入力ポートP1から出力ポートP4及び入力ポートP6から出力ポートP7に到達する光L2の位相遅れを補償しつつ、L1/L2の各々がRe軸に対して対照的に光の位相が変化することとなり、光送信器における光D/A変換が可能となる。これにより、図4の動作表に示すように、入力デジタル信号D[3:0]の値に応じて、光L1の位相変調量を0〜7Δθ、光L2の位相変調量を0〜−7Δθの8段階に変化させることができる。
6C is a constellation diagram showing the lights L1 and L2 in the
なお、図6B及び図6Cでは、入力デジタル信号D[2:0]の2進コードが「000」又は「111」のときに、光L1及びL2の位置が一致していないが、これは、図面を見やするために過ぎない。つまり、入力デジタル信号D[2:0]の2進コードが「000」又は「111」のときに、光L1及びL2の位置が一致していてもよい。また、ここでは、位相変調領域で変調される位相変化量は、入力デジタル信号に応じて0〜180度変化する場合について説明したが、これに限ったことではない。 In FIGS. 6B and 6C, when the binary code of the input digital signal D [2: 0] is “000” or “111”, the positions of the lights L1 and L2 do not match. It is only for reviewing the drawing. That is, when the binary code of the input digital signal D [2: 0] is “000” or “111”, the positions of the lights L1 and L2 may coincide. Further, here, a case has been described in which the phase change amount modulated in the phase modulation region changes from 0 to 180 degrees according to the input digital signal, but this is not restrictive.
実施の形態1
まず、本発明の実施の形態1にかかる光送信器1000について説明する。光送信器1000は、2値(すなわち1ビット)の変調動作を行う光送信器である。図7は、実施の形態1にかかる光送信器1000の構成を模式的に示すブロック図である。光送信器1000は、光源1001及び光変調器100を有する。
First, the
光源1001は、典型的にはレーザダイオードが用いられ、例えばCW(Continuous Wave)光1002を光変調器100に出力する。光変調器100は、2値の光変調器である。光変調器100は、2値のデジタル信号である入力デジタル信号DINに応じて、入力されたCW光1002を変調して2値の光信号1003を出力する。
The
続いて、光変調器100について説明する。光変調器100は、上述の光変調器600と同様に、分割電極構造を有する。但し、光変調器100は、光変調器600と異なり、2値の光変調器として構成される。図8は、実施の形態1にかかる光変調器100の構成を模式的に示す平面図である。光変調器100は、光変調部11、駆動回路12、判定回路13及びドライバ制御回路14を有する。
Next, the
光変調部11は、光導波路111及び112、光合分波器113及び114、位相変調領域PM1_1〜PM1_7、PM2_1〜2_7を有する。光導波路111及び112は、それぞれ第1及び第2の光導波路に対応する。光合分波器113及び114は、それぞれ第1及び第2の光合分波器に対応する。位相変調領域PM1_1〜PM1_7は、第1の位相変調領域に対応する。位相変調領域PM2_1〜PM2_7は、第2の位相変調領域に対応する。光変調部11は、2本の光導波路(光導波路111及び112)上に分割電極(位相変調領域PM1_1〜PM1_7、PM2_1〜2_7)が配置された、いわゆるマッハツェンダ光共振器構造を有している。
The
光導波路111及び112は、並列に配置される。光導波路111及び112の光信号入力(入力光IN)側には、光合分波器113が挿入される。光合分波器113は、上述の光合分波器613と同様の構成を有する。光合分波器113の入力側では、入力ポートP1に入力光INが入力され、入力ポートP2は無入力とする。光合分波器113の出力側では、光導波路111は出力ポートP3と接続され、光導波路112は出力ポートP4と接続される。なお、入力光INは、図7のCW光1002に対応する。
The
光導波路111及び112の光信号出力(光信号OUT)側には、光合分波器114が挿入される。光合分波器114は、上述の光合分波器614と同様の構成を有する。光合分波器114の入力側では、光導波路111は入力ポートP5と接続され、光導波路112は入力ポートP6と接続される。光合分波器114の出力側では、出力ポートP7から光信号OUTが出力される。なお、光信号OUTは、図7の光信号1003に対応する。
An optical multiplexer /
光合分波器113と光合分波器114との間の光導波路111には、位相変調領域PM1_1〜PM1_7が配置される。光合分波器113と光合分波器114との間の光導波路112には、位相変調領域PM2_1〜PM2_7が配置される。
Phase modulation regions PM1_1 to PM1_7 are arranged in the
ここで、位相変調領域とは、光導波路上に形成された1つの電極(分割電極)を有する領域である。そして、電極に電気信号、例えば電圧信号が印加されることにより、電極の下の光導波路の実効屈折率が変化する。その結果、位相変調領域の光導波路の実質的な光路長を変化させることができる。これにより、位相変調領域は、光導波路を伝搬する光信号の位相を変化させることができる。そして、2本の光導波路111及び112の間を伝搬する光信号間に位相差を与えることで、光信号を変調することができる。すなわち、光変調部11は、2本のアームと電極分割構造を有する、多値のマッハツェンダ光変調器を構成する。
Here, the phase modulation region is a region having one electrode (divided electrode) formed on the optical waveguide. When an electric signal, for example, a voltage signal is applied to the electrode, the effective refractive index of the optical waveguide under the electrode changes. As a result, the substantial optical path length of the optical waveguide in the phase modulation region can be changed. Thereby, the phase modulation region can change the phase of the optical signal propagating through the optical waveguide. The optical signal can be modulated by providing a phase difference between the optical signals propagating between the two
駆動回路12は、ドライバ121〜127を有する。ドライバ121〜127は、それぞれ対象となる位相変調領域に、2値のデジタル信号である入力デジタル信号DINに応じて、差動信号を駆動信号として出力する。具体的には、ドライバ121は、位相変調領域PM1_1に正相駆動信号を出力し、位相変調領域PM2_1に逆相駆動信号を出力する。ドライバ122は、位相変調領域PM1_2に正相駆動信号を出力し、位相変調領域PM2_2に逆相駆動信号を出力する。ドライバ123は、位相変調領域PM1_3に正相駆動信号を出力し、位相変調領域PM2_3に逆相駆動信号を出力する。ドライバ124は、位相変調領域PM1_4に正相駆動信号を出力し、位相変調領域PM2_4に逆相駆動信号を出力する。ドライバ125は、位相変調領域PM1_5に正相駆動信号を出力し、位相変調領域PM2_5に逆相駆動信号を出力する。ドライバ126は、位相変調領域PM1_6に正相駆動信号を出力し、位相変調領域PM2_6に逆相駆動信号を出力する。ドライバ127は、位相変調領域PM1_7に正相駆動信号を出力し、位相変調領域PM2_7に逆相駆動信号を出力する。
The
判定回路13は、外部からの光強度情報INFから、ドライバ121〜127のうち、活性化するものの個数を判定する。光強度情報INFは、第1の情報に対応する。判定回路13は、活性化するドライバを指定する信号SIG1をドライバ制御回路14に出力する。なお、ドライバの活性化については後述する。
The
ドライバ制御回路14は、信号SIG1により指定されたドライバを活性化する。そして、ドライバ制御回路14は、信号SIG1により指定されなかったドライバへの電源供給を遮断する。
The
続いて、光変調器100の動作について説明する。ここで、光変調器100の動作を理解するための前提として、光送信器と光受信器とを有する一般的な光送受信システムについて説明する。図9Aは、一般的な光送受信システム1100の構成を模式的に示すブロック図である。光送受信システム1100は、光送信器1101、光受信器1102、光伝送路1103を有する。光送信器1101と光受信器1102とが、長さL11の光伝送路1103により接続される。光送信器1101は、光伝送路1103を介して、光受信器1102に光信号を送信する。光伝送路1103は、例えば光ファイバである。
Next, the operation of the
図9Bは、一般的な光送受信システム1200の構成を模式的に示すブロック図である。光送受信システム1200は、光送信器1201、光受信器1202、光伝送路1203を有する。光送信器1201と光受信器1202とが、長さL12の光伝送路1203により接続される。L12>L11である。光送信器1201は、光伝送路1203を介して、光受信器1202に光信号を送信する。光伝送路1203は、例えば光ファイバである。
FIG. 9B is a block diagram schematically showing a configuration of a general optical transmission /
光伝送路1203は、光伝送路1103よりも短いので、同じ光強度の光信号を伝搬させた場合、光伝送路1203を伝搬する光信号の減衰量は光伝送路1103と比べて、より大きくなる。図9Aでは、光伝送路1103を伝搬する光信号として、光パルス1104を表示している。図9Bでは、光伝送路1203を伝搬する光信号として、光パルス1204を表示している。図9A及び図9Bに示すように、光信号の減衰量の相違により、光伝送路1203を伝搬した光パルス1204の振幅A2は、光伝送路1103を伝搬した光パルス1104の振幅A1よりも小さくなる。
Since the
光受信器においては、光送信器から受信する光信号は所定の強度以上であれば正常な光通信を行うことができる。従って、光変調器100は、光受信器に到達した光信号の強度に応じて、出力する光信号の強度を調整する。以下、光変調器100での光強度調整方法について説明する。本実施の形態においては、光受信器に到達した光信号の強度として、光信号の振幅を用いる。
In the optical receiver, normal optical communication can be performed if the optical signal received from the optical transmitter is not less than a predetermined intensity. Therefore, the
光変調器100は、ドライバ121〜127を用い、光信号の出力を8段階に変化させることが可能である。具体的には、光変調器100は、活性化したドライバにて光信号の変調を行い、変調に用いないドライバを非活性化して電源供給を停止する。
The
以下、ドライバの活性化とは、ドライバに電源を供給し、ドライバから駆動信号を出力させ、位相変調領域で光信号を変調する。ドライバの非活性化とは、ドライバの電源供給を遮断する。よって、非活性化されたドライバと接続された位相変調領域は、光信号の変調には寄与しない。 Hereinafter, driver activation refers to supplying power to the driver, outputting a drive signal from the driver, and modulating the optical signal in the phase modulation region. Inactivation of a driver cuts off the power supply of the driver. Therefore, the phase modulation region connected to the deactivated driver does not contribute to the modulation of the optical signal.
図10は、活性化されたドライバの数と光信号の強度を示すグラフである。図10では、光変調器100での光信号の最大出力を、Pmaxとしている。この場合、活性化されたドライバの数に応じて、1/8Pmax刻みで0〜Pmaxの範囲で光信号の出力を変化させることができる。
FIG. 10 is a graph showing the number of activated drivers and the intensity of the optical signal. In FIG. 10, the maximum output of the optical signal from the
図11は、光変調器100の光信号の強度の決定方法を示すフローチャートである。
ステップS101
まず、判定回路13に、外部から与えられる光強度情報INFが入力される。光強度情報INFは、光受信器や光送受信システムから出力されてもよいし、ユーザから設定情報として与えられてもよい。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a method for determining the intensity of the optical signal of the
Step S101
First, the light intensity information INF given from the outside is input to the
ステップS102
判定回路13は、光強度情報INFに応じて、ドライバ121〜127のうち、活性化するものの個数を判定する。そして、活性化するドライバ数を指定する情報を含む信号SIG1をドライバ制御回路14に出力する。なお、信号SIG1は、ドライバ121〜127のうち、どのドライバを活性化、非活性化するかを指定する情報を含んでいてもよい。
Step S102
The
ステップS103
ドライバ制御回路14は、信号SIG1で指定された数のドライバを活性化し、それ以外のドライバへの電源供給を遮断する。
Step S103
The
続いて、光変調器100における活性化ドライバ及び非活性化ドライバの選択について説明する。図12は、光変調器100における活性化ドライバ及び非活性化ドライバを示す平面図である。ここでは、例えば4つのドライバを活性化し、3つのドライバを非活性化する場合について説明する。なお、図12では、活性化されたドライバについては「ON」、非活性化されたドライバについては「OFF」を表示している。図12に示すように、光変調器100は、ドライバ121〜124が活性化され、ドライバ125〜127が非活性化される。
Next, selection of the activation driver and the deactivation driver in the
光変調器100における活性化ドライバ及び非活性化ドライバの選択の別の例について説明する。図13は、光変調器100における活性化ドライバ及び非活性化ドライバを示す平面図である。ここでは、例えば4つのドライバを活性化し、3つのドライバを非活性化する場合について説明する。なお、図13では、活性化されたドライバについては「ON」、非活性化されたドライバについては「OFF」を表示している。図13に示すように、光変調器100は、ドライバ121、122、124及び127が活性化され、ドライバ123、125及び126が非活性化される。
Another example of selecting the activation driver and the deactivation driver in the
すなわち、例えば4つのドライバを活性化し、3つのドライバを非活性化する場合、ドライバ121〜127から適宜4つのドライバを活性化し、残りの3つのドライバを非活性化すればよいことが理解できる。従って、活性化ドライバ及び非活性化ドライバは、ドライバ121〜127から自由に選択することが可能である。
That is, for example, when four drivers are activated and three drivers are deactivated, it can be understood that four drivers are appropriately activated from the
本構成によれば、最低限の数のドライバのみを駆動させつつ、光受信器に適正な強度の光信号を送信することができる。これにより、使用していないドライバへの電源供給を遮断し、ドライバで消費される電力を削減することができる。 According to this configuration, it is possible to transmit an optical signal having an appropriate intensity to the optical receiver while driving only a minimum number of drivers. Thereby, the power supply to the driver which is not used can be cut off, and the power consumed by the driver can be reduced.
なお、光信号の光源(例えば、レーザダイオード)の光出力を調整することによっても、光変調器100から出力される光信号の強度を調整することができる。しかし、一般にレーザダイオードなどの光源の消費電力は一般的に小さい。これに対し、ドライバはレーザダイオードに比べて大きな回路規模を有し、その消費電力は大きい。そのため、適宜ドライバへの電源供給を停止することで、光源制御と比べてより大きく消費電力を低減することができる。
The intensity of the optical signal output from the
また、通常の光変調器では、光信号の出力に光減衰器(アッテネータ)を挿入して光信号の強度を調整する。これに対し、本構成によれば、光減衰器(アッテネータ)を用いることなく、容易に光信号の強度を調整することが可能である。 In a normal optical modulator, an optical attenuator (attenuator) is inserted into the output of the optical signal to adjust the intensity of the optical signal. On the other hand, according to this configuration, the intensity of the optical signal can be easily adjusted without using an optical attenuator (attenuator).
実施の形態2
次に、本発明の実施の形態2にかかる光変調器200について説明する。光変調器200は、実施の形態1にかかる光変調器100の具体例である。図14は、実施の形態2にかかる光変調器200の構成を模式的に示す平面図である。光変調器200は、判定回路13が、ルックアップテーブル(LUT:Look Up Table)131を有している。LUT131は、第1のテーブルに対応する。
Next, an
LUT131は、光信号の強度と、光変調器200から光受信器までの距離との対応付けがされた情報が格納されている。LUT131は、例えば判定回路13に設けられた記憶装置に格納される。LUT131は、予め判定回路13に格納されてもよいし、光受信器や光送受信システムから入力されてもよいし、ユーザから設定情報として与えられてもよい。
The
図15は、光変調器200の光信号の強度の決定方法を示すフローチャートである。
ステップS201
ステップS201は、図11のステップS101と同様であるので、説明を省略する。
FIG. 15 is a flowchart showing a method for determining the intensity of the optical signal of the
Step S201
Step S201 is the same as step S101 in FIG.
ステップS202
判定回路13は、光強度情報INFから、距離情報を抽出する。そして、距離情報をLUT131と照合し、ドライバ121〜127のうち、活性化するものの個数を判定する。そして、活性化するドライバ数を指定する情報を含む信号SIG1をドライバ制御回路14に出力する。
Step S202
The
ステップS203
ステップS203は、図11のステップS103と同様であるので、説明を省略する。
Step S203
Step S203 is the same as step S103 in FIG.
本構成によれば、実施の形態1と同様に、最低限の数のドライバのみを駆動させつつ、光受信器に適正な強度の光信号を送信することができる。これにより、使用していないドライバへの電源供給を遮断し、ドライバで消費される電力を削減することができる。 According to this configuration, as in the first embodiment, it is possible to transmit an optical signal having an appropriate intensity to the optical receiver while driving only a minimum number of drivers. Thereby, the power supply to the driver which is not used can be cut off, and the power consumed by the driver can be reduced.
実施の形態3
次に、本発明の実施の形態3にかかる光変調器300について説明する。光変調器300は、実施の形態1にかかる光変調器100の具体例である。図16は、実施の形態3にかかる光変調器300の構成を模式的に示す平面図である。光変調器300は、判定回路13が、活性化ドライバ数算出式132を有している。
Next, an
活性化ドライバ数算出式132は、光変調器300から光受信器までの距離情報から、活性化するドライバ数を算出するための式である。活性化ドライバ数算出式132は、例えば判定回路13に設けられた記憶装置に格納される。活性化ドライバ数算出式132は、予め判定回路13に格納されてもよいし、光受信器や光送受信システムから入力されてもよいし、ユーザから設定情報として与えられてもよい。
The activation driver
図17は、光変調器300の光信号の強度の決定方法を示すフローチャートである。
ステップS301
ステップS301は、図11のステップS101と同様であるので、説明を省略する。
FIG. 17 is a flowchart illustrating a method for determining the intensity of the optical signal of the
Step S301
Step S301 is the same as step S101 in FIG.
ステップS302
判定回路13は、光強度情報INFから、距離情報を抽出する。そして、距離情報を活性化ドライバ数算出式132に代入することで、ドライバ121〜127のうち、活性化するものの個数を判定する。そして、活性化するドライバ数を指定する情報を含む信号SIG1をドライバ制御回路14に出力する。
Step S302
The
ステップS303
ステップS303は、図11のステップS103と同様であるので、説明を省略する。
Step S303
Step S303 is the same as step S103 in FIG.
本構成によれば、実施の形態1と同様に、最低限の数のドライバのみを駆動させつつ、光受信器に適正な強度の光信号を送信することができる。これにより、使用していないドライバへの電源供給を遮断し、ドライバで消費される電力を削減することができる。 According to this configuration, as in the first embodiment, it is possible to transmit an optical signal having an appropriate intensity to the optical receiver while driving only a minimum number of drivers. Thereby, the power supply to the driver which is not used can be cut off, and the power consumed by the driver can be reduced.
実施の形態4
次に、本発明の実施の形態4にかかる光変調器400について説明する。光変調器400は、実施の形態1にかかる光変調器100の具体例である。図18は、実施の形態4にかかる光変調器400の構成を模式的に示す平面図である。光変調器400は、判定回路13が、活性化ドライバ数算出式133を有している。
Next, an
活性化ドライバ数算出式133は、光変調器400から光受信器までの距離情報と光信号の波長情報とから、活性化するドライバ数を算出するための式である。活性化ドライバ数算出式133は、例えば判定回路13に設けられた記憶装置に格納される。活性化ドライバ数算出式133は、予め判定回路13に格納されてもよいし、光受信器や光送受信システムから入力されてもよいし、ユーザから設定情報として与えられてもよい。
The activation driver
図19は、光変調器400の光信号の強度の決定方法を示すフローチャートである。
ステップS401
まず、判定回路13に、距離情報INF_Dと波長情報WLとが、外部から入力される。距離情報INF_Dは、光強度情報INFの一例である。光信号の伝送距離に応じて、光受信器に到達する光信号の光強度は小さくなる。よって、予め判明している伝送距離を示す距離情報INF_Dを光強度情報INFの一種として用いることで、光受信器に到達する光信号の光強度を間接的に指定することができる。距離情報INF_Dと波長情報WLとは、光受信器や光送受信システムから出力されてもよいし、ユーザから設定情報として与えられてもよい。波長情報WLは、第2の情報に対応する。
FIG. 19 is a flowchart showing a method for determining the intensity of the optical signal of the
Step S401
First, distance information INF_D and wavelength information WL are input to the
ステップS402
判定回路13は、距離情報INF_Dから、伝送距離を抽出する。そして、伝送距離と波長情報WLとを活性化ドライバ数算出式133に代入することで、ドライバ121〜127のうち、活性化するものの個数を判定する。そして、活性化するドライバ数を指定する情報を含む信号SIG1をドライバ制御回路14に出力する。
Step S402
The
ステップS402では、距離情報INF_Dだけでなく波長情報WLを用いているので、波長の違いに起因する光信号の減衰量を補正できる。 In step S402, since not only the distance information INF_D but also the wavelength information WL is used, the attenuation amount of the optical signal due to the difference in wavelength can be corrected.
ステップS403
ステップS403は、図11のステップS103と同様であるので、説明を省略する。
Step S403
Step S403 is the same as step S103 in FIG.
本構成によれば、実施の形態1と同様に、最低限の数のドライバのみを駆動させつつ、光受信器に適正な強度の光信号を送信することができる。これにより、使用していないドライバへの電源供給を遮断し、ドライバで消費される電力を削減することができる。 According to this configuration, as in the first embodiment, it is possible to transmit an optical signal having an appropriate intensity to the optical receiver while driving only a minimum number of drivers. Thereby, the power supply to the driver which is not used can be cut off, and the power consumed by the driver can be reduced.
また、本構成によれば、光信号の波長の相違による光信号の減衰量の変化を考慮し、活性化するドライバ数を決定する。従って、本構成によれば、様々な波長で光通信を行う光送受信システムに適用可能な光変調器を実現することができる。 Further, according to this configuration, the number of drivers to be activated is determined in consideration of the change in the attenuation amount of the optical signal due to the difference in the wavelength of the optical signal. Therefore, according to this configuration, it is possible to realize an optical modulator applicable to an optical transmission / reception system that performs optical communication at various wavelengths.
なお、波長情報WLは活性化ドライバ数算出式133に代入されるものとして説明したが、例えば、波長情報WLを判定回路13に設けられるLUTと照合して、活性化ドライバ数を決定してもよい。
The wavelength information WL has been described as being substituted into the activation driver
実施の形態5
次に、本発明の実施の形態5にかかる光送受信システム500について説明する。光送受信システム500は、上述の光変調器100、200、300及び400のいずれかを用いた光送受信システムである。ここでは、光送受信システム500が光変調器100を有する例について説明する。図20は、実施の形態5にかかる光送受信システム500の構成を模式的に示す平面図である。
Next, an optical transmission /
光送受信システム500は、光変調器100、光受信器501、光伝送路502、モニタ部503を有する。
The optical transmission /
光変調器100と光受信器501との間は、光伝送路502により光学的に接続され、光信号が伝搬する。光受信器501は、受信した光信号を電気信号504に復調する。モニタ部503は、光受信器501に到達する光信号の強度505をモニタする。そして、モニタ結果を光強度情報INFとして出力する。
The
光送受信システム500は、以上の構成により、光変調器100を用いた光信号の伝送が可能である。そして、モニタ部503により得られた光受信器501に到達する光信号の強度情報を光変調器100にフィードバックする。これにより、光受信器501に到達する光信号の強度を容易に調整することが可能となる。
The optical transmission /
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、なお、信号SIG1は、ドライバ121〜127のうち、どのドライバを活性化、非活性化するかを指定する情報を含んでいてもよい。
Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. For example, the signal SIG1 may include information designating which driver among the
上述の実施の形態では、光強度情報INFとして、光受信器に到達した光信号の振幅を用いる場合について説明したが、これは例示に過ぎない。例えば、光受信器に到達した光信号の振幅は十分な大きさであっても、その光信号のアイパターンでは、十分なアイ開口が得られない場合が有る。この場合、正常なアイ開口が得られるように、光信号の振幅をより大きくしなければならない。従って、通信品質を考慮して、光強度情報INFとして、光信号のアイパターンの合否判定結果を用いてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the amplitude of the optical signal reaching the optical receiver is used as the light intensity information INF is described, but this is only an example. For example, even if the amplitude of the optical signal that has reached the optical receiver is sufficiently large, the eye pattern of the optical signal may not provide a sufficient eye opening. In this case, the amplitude of the optical signal must be increased so that a normal eye opening can be obtained. Therefore, in consideration of the communication quality, the pass / fail judgment result of the eye pattern of the optical signal may be used as the light intensity information INF.
また、光受信器に到達した光信号の振幅が十分な大きさであり、アイパターンを十分なアイ開口が得られたとしても、実際のデータ通信を行った場合にエラーレートを所望値以下に抑制できない場合が有る。この場合、エラーレートを所望値以下に抑制できるように、光信号の振幅をより大きくしなければならない。従って、通信品質を考慮して、光強度情報INFとして、エラーレートを用いてもよい。 Even if the amplitude of the optical signal reaching the optical receiver is sufficiently large and a sufficient eye opening is obtained for the eye pattern, the error rate is reduced to a desired value or less when actual data communication is performed. There are cases where it cannot be suppressed. In this case, the amplitude of the optical signal must be increased so that the error rate can be suppressed below a desired value. Therefore, an error rate may be used as the light intensity information INF in consideration of communication quality.
すなわち、光伝送路の長さに応じて変化する光受信器に到達する光信号の振幅や通信品質を示す1又は複数の情報を、光強度情報INFとして用いることが可能である。 That is, it is possible to use, as the light intensity information INF, one or a plurality of information indicating the amplitude or communication quality of the optical signal reaching the optical receiver that changes according to the length of the optical transmission path.
上述の実施の形態において、光信号の強度調整は、導入時の初期設定として行ってもよいし、光送受信システムの運用中の微調整として所定のタイミング、頻度で行ってもよい。 In the embodiment described above, the intensity adjustment of the optical signal may be performed as an initial setting at the time of introduction, or may be performed at a predetermined timing and frequency as a fine adjustment during operation of the optical transmission / reception system.
上述の実施の形態において、非活性化するドライバを適宜ローテーションすることも可能である。複数設けられているドライバの非活性化の頻度を平均化することで、駆動回路全体としてみた場合の寿命を延伸することが可能である。 In the above embodiment, the driver to be deactivated can be rotated as appropriate. By averaging the frequency of deactivation of a plurality of drivers, it is possible to extend the life of the entire drive circuit.
上述の実施の形態で説明した、非活性化ドライバへの電源供給を遮断することで消費電力を削減する手法は、単一のマッハツェンダ光変調器のみならず、I(In-phase)/Q(Quadrature)変調器に適用することも可能である。 The method of reducing power consumption by cutting off the power supply to the inactivation driver described in the above embodiment is not limited to a single Mach-Zehnder optical modulator, but also I (In-phase) / Q ( It can also be applied to a quadrature modulator.
上述の実施の形態では、光強度を8段階に変化させる例について説明したが、位相変調領域の数を増減することで、光強度を8段階以外の段階に変化させることができることは言うまでもない。すなわち、光変調部の1本の導波路上に3個以上の位相変調領域を設け、3個以上のドライバを設けることで、3段階以上に光強度を変化させることができる。 In the above-described embodiment, the example in which the light intensity is changed in eight steps has been described. Needless to say, the light intensity can be changed in steps other than the eight steps by increasing or decreasing the number of phase modulation regions. That is, by providing three or more phase modulation regions on one waveguide of the light modulation unit and providing three or more drivers, the light intensity can be changed in three or more steps.
11、61 光変調部
12、63 駆動回路
13 判定回路
14 ドライバ制御回路
62 デコーダ
100、200、300、400 光変調器
111、112、611、612 光導波路
113、114、613、614 光合分波器
121〜127、DR61〜DR67 ドライバ
131 ルックアップテーブル(LUT)
132、133
503 モニタ部
504 電気信号
505 光信号の強度
1000 光送信器
1001、6001 光源
1002、6002 CW光
1003、6003 光信号
500、1100、1200 光送受信システム
1101、1201 光送信器
501、1102、1202 光受信器
502、1103、1203 光伝送路
1104、1204 光パルス
DIN 入力デジタル信号
IN 入力光
INF 光強度情報
OUT 光信号
P1、P2、P5、P6 入力ポート
P3、P4、P7、P8 出力ポート
PM1_1〜PM1_7、PM2_1〜PM2_7、PM61_1〜PM61_4、PM62_1〜PM62_4 位相変調領域
DESCRIPTION OF
132, 133
503
Claims (14)
前記複数の位相変調領域のそれぞれと接続された複数のドライバを有し、前記複数のドライバのそれぞれから対応する位相変調領域に、入力デジタル信号に応じた駆動信号を出力する駆動回路と、
前記光変調部から出力されて外部の光受信器に到達する光信号の所望の強度を示す第1の情報を受けて、前記複数のドライバのうち活性化するドライバの数を判定する判定回路と、
前記判定回路での判定結果で指定された数のドライバを活性化し、活性化したドライバ以外のドライバの電源を遮断するドライバ制御回路と、を備える、
光変調器。 A plurality of phase modulation regions formed on the optical waveguide, and an optical modulation unit that outputs an optical signal obtained by binary-modulating input light;
A drive circuit having a plurality of drivers connected to each of the plurality of phase modulation regions, and outputting a drive signal corresponding to an input digital signal to a corresponding phase modulation region from each of the plurality of drivers;
A determination circuit that receives first information indicating a desired intensity of an optical signal that is output from the optical modulation unit and reaches an external optical receiver, and determines the number of drivers to be activated among the plurality of drivers; ,
A driver control circuit that activates the number of drivers specified by the determination result in the determination circuit and shuts off the power of drivers other than the activated driver;
Light modulator.
前記光信号の所望の強度と、活性化するドライバの数と、の対応付けが定義された第1のテーブルを備え、
前記第1の情報を前記第1のテーブルと照合して、前記活性化するドライバの数を判定する、
請求項1に記載の光変調器。 The determination circuit includes:
A first table in which a correspondence between a desired intensity of the optical signal and the number of drivers to be activated is defined;
Collating the first information with the first table to determine the number of drivers to be activated;
The optical modulator according to claim 1.
請求項2に記載の光変調器。 The first information represents a desired intensity of the optical signal according to a distance of an optical transmission path between the optical modulator and the optical receiver.
The optical modulator according to claim 2.
前記第1のテーブルは、前記光信号の波長と前記光伝送路の距離とに対応して前記活性化するドライバの数が定義されている、
請求項3に記載の光変調器。 Second information indicating the wavelength of the optical signal given from the outside is given,
In the first table, the number of drivers to be activated is defined corresponding to the wavelength of the optical signal and the distance of the optical transmission line.
The optical modulator according to claim 3.
予め与えられた数式に前記第1の情報を代入して、前記活性化するドライバの数を算出する、
請求項1に記載の光変調器。 The determination circuit includes:
Substituting the first information into a predetermined formula to calculate the number of drivers to be activated,
The optical modulator according to claim 1.
請求項5に記載の光変調器。 The first information represents a desired intensity of the optical signal according to a distance of an optical transmission path between the optical modulator and the optical receiver.
The optical modulator according to claim 5.
前記判定回路は、前記数式に前記光信号の波長と前記光伝送路の距離とを代入して、前記活性化するドライバの数を算出する、
請求項6に記載の光変調器。 Second information indicating the wavelength of the optical signal given from the outside is given,
The determination circuit calculates the number of drivers to be activated by substituting the wavelength of the optical signal and the distance of the optical transmission path into the formula.
The optical modulator according to claim 6.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光変調器。 The first information is generated by monitoring means for monitoring the intensity of the optical signal that has reached the optical receiver.
The optical modulator according to claim 1.
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の光変調器。 The optical modulation unit multiplexes the input light split into two after propagating through the two optical waveguides and phase-modulating both or one of the input light split into the two. And generating the optical signal,
The optical modulator according to claim 1.
前記光信号を第1の入力光と第2の入力光に分波する第1の光合分波器と、
前記第1の入力光が伝搬する第1の光導波路と、
前記第2の入力光が伝搬する第2の光導波路と、
前記第1の光導波路から出力される光と前記第2の光導波路から出力される光とを合波して、前記光信号を出力する第2の光合分波器と、
前記第1の光導波路上に形成された複数の第1の位相変調領域と、
前記第2の光導波路上に形成された複数の第2の位相変調領域と、を備える、
請求項9に記載の光変調器。 The light modulator is
A first optical multiplexer / demultiplexer for demultiplexing the optical signal into first input light and second input light;
A first optical waveguide through which the first input light propagates;
A second optical waveguide through which the second input light propagates;
A second optical multiplexer / demultiplexer that combines the light output from the first optical waveguide and the light output from the second optical waveguide and outputs the optical signal;
A plurality of first phase modulation regions formed on the first optical waveguide;
A plurality of second phase modulation regions formed on the second optical waveguide,
The optical modulator according to claim 9.
m(mは、3以上の整数)個の前記第1の位相変調領域と、
m個の前記第2の位相変調領域と、を備え、
前記駆動回路は、
m個の前記ドライバを備え、
m個の前記ドライバのそれぞれは、m個の前記第1の位相変調領域のいずれか、及び、m個の前記第2の位相変調領域のいずれかに、他のドライバと重複することなく接続される、
請求項10に記載の光変調器。 The light modulator is
m (m is an integer of 3 or more) first phase modulation regions;
m second phase modulation regions,
The drive circuit is
comprising m said drivers,
Each of the m drivers is connected to any one of the m first phase modulation regions and any one of the m second phase modulation regions without overlapping with other drivers. The
The optical modulator according to claim 10.
前記入力光を出力する光源と、
前記複数の位相変調領域のそれぞれと択一的に接続された複数のドライバを有し、前記複数のドライバのそれぞれから対応する位相変調領域に、入力デジタル信号に応じた駆動信号を出力する駆動回路と、
前記光変調部から出力されて外部の受信器に到達する光信号の所望の強度を示す第1の情報を受けて、前記複数のドライバのうち活性化するドライバの数を判定する判定回路と、
前記判定回路での判定結果で指定された数のドライバを活性化し、活性化したドライバ以外のドライバの電源を遮断するドライバ制御回路と、を備える、
光送信器。 A plurality of phase modulation regions formed on the optical waveguide, and an optical modulation unit that outputs an optical signal obtained by binary modulation of input light;
A light source that outputs the input light;
A drive circuit having a plurality of drivers selectively connected to each of the plurality of phase modulation regions, and outputting a drive signal corresponding to an input digital signal from each of the plurality of drivers to a corresponding phase modulation region When,
A determination circuit that receives first information indicating a desired intensity of an optical signal that is output from the optical modulation unit and reaches an external receiver, and determines the number of drivers to be activated among the plurality of drivers;
A driver control circuit that activates the number of drivers specified by the determination result in the determination circuit and shuts off the power of drivers other than the activated driver;
Optical transmitter.
前記光信号を受信する光受信器と、を備え、
前記光送信器は、
光導波路上に複数の位相変調領域が形成され、入力光を2値変調した前記光信号を出力する光変調部と、
前記入力光を出力する光源と、
前記複数の位相変調領域のそれぞれと択一的に接続された複数のドライバを有し、前記複数のドライバのそれぞれから対応する位相変調領域に、入力デジタル信号に応じた駆動信号を出力する駆動回路と、
前記光変調部から出力されて外部の受信器に到達する光信号の所望の強度を示す第1の情報を受けて、前記複数のドライバのうち活性化するドライバの数を判定する判定回路と、
前記判定回路での判定結果で指定された数のドライバを活性化し、活性化したドライバ以外のドライバの電源を遮断するドライバ制御回路と、を備える、
光送受信システム。 An optical transmitter that outputs an optical signal;
An optical receiver for receiving the optical signal,
The optical transmitter is
A plurality of phase modulation regions formed on the optical waveguide, and an optical modulation unit that outputs the optical signal obtained by binary-modulating input light;
A light source that outputs the input light;
A drive circuit having a plurality of drivers selectively connected to each of the plurality of phase modulation regions, and outputting a drive signal corresponding to an input digital signal from each of the plurality of drivers to a corresponding phase modulation region When,
A determination circuit that receives first information indicating a desired intensity of an optical signal that is output from the optical modulation unit and reaches an external receiver, and determines the number of drivers to be activated among the plurality of drivers;
A driver control circuit that activates the number of drivers specified by the determination result in the determination circuit and shuts off the power of drivers other than the activated driver;
Optical transmission / reception system.
前記複数の位相変調領域のそれぞれと接続され、対応する位相変調領域に入力デジタル信号に応じた駆動信号を出力する複数のドライバのうち、活性化するドライバの数を判定し、
前記判定により指定された数のドライバを活性化し、活性化したドライバ以外のドライバの電源を遮断する、
光変調器の制御方法。 A first signal indicating a desired intensity of an optical signal output from an optical modulation unit that outputs an optical signal obtained by binary-modulating input light by a plurality of phase modulation regions formed on an optical waveguide and reaching an external receiver. Enter information,
Of each of the plurality of drivers connected to each of the plurality of phase modulation regions and outputting a drive signal corresponding to an input digital signal to the corresponding phase modulation region, the number of drivers to be activated is determined.
Activate the number of drivers specified by the determination, and shut off the power of drivers other than the activated drivers.
Control method of optical modulator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012278046A JP2014122964A (en) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | Optical modulator, optical transmitter, optical transmission/reception system, and control method of optical modulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012278046A JP2014122964A (en) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | Optical modulator, optical transmitter, optical transmission/reception system, and control method of optical modulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014122964A true JP2014122964A (en) | 2014-07-03 |
Family
ID=51403508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012278046A Pending JP2014122964A (en) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | Optical modulator, optical transmitter, optical transmission/reception system, and control method of optical modulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014122964A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016029836A1 (en) * | 2014-08-25 | 2016-03-03 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Multi-segment mach-zehnder modulator-driver system |
JP2019020614A (en) * | 2017-07-19 | 2019-02-07 | 日本オクラロ株式会社 | Optical transmission module |
-
2012
- 2012-12-20 JP JP2012278046A patent/JP2014122964A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016029836A1 (en) * | 2014-08-25 | 2016-03-03 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Multi-segment mach-zehnder modulator-driver system |
US9733542B2 (en) | 2014-08-25 | 2017-08-15 | Futurewei Technologies, Inc. | Multi-segment Mach-Zehnder modulator-driver system |
JP2019020614A (en) * | 2017-07-19 | 2019-02-07 | 日本オクラロ株式会社 | Optical transmission module |
JP6998691B2 (en) | 2017-07-19 | 2022-01-18 | 日本ルメンタム株式会社 | Optical transmission module |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4108254B2 (en) | Optical transmitter and optical transmission system | |
US7876491B2 (en) | Multilevel optical phase modulator | |
KR100703410B1 (en) | Offset quadrature phase-shift-keying method and optical transmitter using the same | |
WO2014141337A1 (en) | Optical modulator, optical transmitter, optical transmitting and receiving system, and control method for optical modulator | |
US8693887B2 (en) | Optical transmitter and optical transmission system | |
JP4164053B2 (en) | Duobinary optical transmission device using semiconductor optical amplifier and duobinary optical transmission method | |
US20140294402A1 (en) | Optical transmission apparatus, optical transmission method and program for optical transmission | |
JP2022523584A (en) | Optical transmitter | |
JP2006033792A (en) | Duo-binary optical transmission apparatus | |
KR100469725B1 (en) | Duobinary optical transmitter | |
CN108508675B (en) | Mach-Zehnder (MZ) ring optical modulators | |
US8761612B2 (en) | 16 quadrature amplitude modulation optical signal transmitter | |
JP6032274B2 (en) | Optical transmitter, optical transmission / reception system, and drive circuit | |
WO2014097503A1 (en) | Optical modulator, light transmitter, optical transmission and reception system, and optical modulator control method | |
JP2014122964A (en) | Optical modulator, optical transmitter, optical transmission/reception system, and control method of optical modulator | |
JP6813528B2 (en) | Light modulator | |
EP1873575B1 (en) | Optical modulation apparatus and method to control it | |
JP2014122965A (en) | Optical modulator, optical transmitter, optical transmission/reception system, and control method of optical modulator | |
US7319823B2 (en) | Modulation scheme and transmission system for NRZ signals with left and right side filtering | |
EP1515461A1 (en) | Duobinary optical transmitter | |
KR100469740B1 (en) | Duobinary optical transmitter | |
JP6032275B2 (en) | Optical transmitter, optical transmission / reception system, and drive circuit | |
JP2014163971A (en) | Optical modulator, optical transmitter, optical transmission/reception system and optical modulator control method | |
US8843001B2 (en) | Optical transmitter and optical transmission apparatus |