JP2019121840A - Optical transmitter - Google Patents

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Abstract

To provide a low-cost optical transmitter by suppressing the deterioration of a signal detection level in an optical receiver.SOLUTION: The optical transmitter includes: means for modulating first continuous light on the basis of a signal input to a first port to generate first phase modulated light, and for modulating second continuous light on the basis of a signal input to a second port to generate second phase modulated light, so as to synthesize the first phase modulated light with the second phase modulated light and output synthesized light; means for branching an input electric signal into two i.e. a first electric signal and a second electric signal, and inputting the first electric signal to the first port and inputting a third electric signal obtained by inverting the second electric signal to the second port; means for branching an input electric signal into two i.e. a fourth electric signal and a fifth electric signal, and inputting the fourth electric signal to the first port and inputting the fifth electric signal to the second port; means for inputting an input electric signal to the first port; and means for inputting an input electric signal to the second port.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、直接検波方式を使用する光通信システムの光送信装置に関する。   The present invention relates to an optical transmission apparatus of an optical communication system using a direct detection method.

光通信システムにおいては、波長分散フェージングが生じる。また、波長分散フェージングにより、強度変調(IM)光信号(又は、振幅変調(AM)光信号)が位相変調(PM)光信号に変換され、PM光信号がIM(又は、AM)光信号に変換される、IM(AM)−PM変換と呼ばれる現象が生じることが知られている。例えば、光送信装置が送信したIM光信号は、伝送距離に応じて徐々にPM光信号に変化する。このPM光信号は、さらに伝送距離に応じて徐々にIM光信号に変化する。なお、このIM−PM変換は、周波数特性を有する。つまり、複数のIM光信号を波長多重して光送信装置から送信すると、所定の距離を伝送後においては、その一部がPM光信号になり、その一部がIM光信号のままであり、残りがその中間、つまり、強度変調及び位相変調された光信号になる。直接検波方式の光受信装置は、IM光信号の強度の変化を電気信号として取り出すため、強度が変化しないPM光信号を検出できない。したがって、光送信装置が送信したIM光信号がPM光信号に変換されるところで光受信装置が受光する様な場合、この光通信システムは動作できない。また、光送信装置が送信したIM光信号が、完全なPM光信号に変換されておらず、強度変調及び位相変調された光信号となるところで光受信装置が受光する様な場合、光受信装置は、光信号の強度の変化を取り出すことができるが、そのレベルは小さくなり信号対雑音比が劣化する。   In an optical communication system, chromatic dispersion fading occurs. Also, due to wavelength dispersive fading, the intensity modulated (IM) optical signal (or amplitude modulated (AM) optical signal) is converted to a phase modulated (PM) optical signal, and the PM optical signal is converted to an IM (or AM) optical signal. It is known that a phenomenon called IM (AM) -PM conversion occurs, which is converted. For example, the IM optical signal transmitted by the optical transmission apparatus gradually changes to a PM optical signal according to the transmission distance. The PM light signal further changes gradually to an IM light signal according to the transmission distance. Note that this IM-PM conversion has frequency characteristics. That is, when a plurality of IM optical signals are wavelength-multiplexed and transmitted from the optical transmitter, after transmitting a predetermined distance, a part thereof becomes a PM optical signal and a part thereof remains the IM optical signal, The remainder is an intermediate, ie intensity-modulated and phase-modulated optical signal. The direct detection type optical receiving apparatus can not detect the PM optical signal whose intensity does not change because it picks up the change of the intensity of the IM optical signal as an electric signal. Therefore, this optical communication system can not operate when, for example, the light receiving device receives light at the point where the IM light signal transmitted by the light transmitting device is converted into the PM light signal. In addition, in the case where the optical receiving apparatus receives light such that the IM optical signal transmitted by the optical transmitting apparatus is not converted into a complete PM optical signal but becomes an optical signal which is intensity-modulated and phase-modulated, Can take out changes in the intensity of the optical signal, but the level becomes smaller and the signal to noise ratio is degraded.

このため、非特許文献1は、光送信装置に強度変調器と位相変調器の2つの変調器を設け、伝送距離(光受信装置までの距離)と、信号の周波数帯域(信号帯域)に応じて、強度変調器と位相変調器のいずれかを使用する構成を開示している。これは、IM光信号からPM光信号への変換と、PM光信号からIM光信号への変換は、各周波数について、同じ伝送距離毎に生じるからである。具体的には、信号帯域が第1周波数帯域であるIM光信号を第1距離だけ伝送すると、当該IM光信号は完全なPM光信号になるものとする。この場合、信号帯域が第1周波数帯域であるPM光信号を第1距離だけ伝送すると、当該PM光信号は完全なIM光信号になる。この特性を利用し、非特許文献1は、送信する光信号の信号帯域と、光受信装置までの伝送距離に基づき、当該光信号に対して強度変調と位相変調のいずれを適用するかを決定している。   For this reason, Non-Patent Document 1 provides an optical transmitter with two modulators, an intensity modulator and a phase modulator, according to the transmission distance (distance to the optical receiver) and the frequency band (signal band) of the signal. Discloses a configuration using either an intensity modulator or a phase modulator. This is because the conversion from the IM optical signal to the PM optical signal and the conversion from the PM optical signal to the IM optical signal occur at the same transmission distance for each frequency. Specifically, when an IM optical signal whose signal band is the first frequency band is transmitted for a first distance, the IM optical signal is assumed to be a complete PM optical signal. In this case, when the PM optical signal whose signal band is the first frequency band is transmitted for the first distance, the PM optical signal becomes a complete IM optical signal. Based on this characteristic, Non-Patent Document 1 determines which of intensity modulation and phase modulation is to be applied to the optical signal based on the signal band of the optical signal to be transmitted and the transmission distance to the optical receiver. doing.

また、非特許文献2は、二電極型マッハツェンダ変調器(Dual electrode Mach−Zehnder modulator:DEMZM)とデジタル信号処理を用いて、伝送路で発生する分散の逆特性を有するような波形を発生させることで、波長分散を補償する構成を開示している。   In addition, Non-Patent Document 2 uses a dual electrode Mach-Zehnder modulator (DEMZM) and digital signal processing to generate a waveform having an inverse characteristic of dispersion generated in a transmission line. Discloses a configuration for compensating for wavelength dispersion.

S.Ishimura,et al.,"1.032−Tb/s CPRI−equivalent data rate transmission using IF−over−Fiber system for high capacity mobile fronthaul links",in European Conference on Optical Communication(ECOC2017),Th.PDP.B.6、2017年S. Ishimura, et al. "1.032-Tb / s CPRI-equivalent data rate transmission using IF-over-fiber system for high capacity mobile fronthaul links", in European Conference on Optical Communication (ECOC 2017), Th. PDP. B. 6, 2017 R.I.Killey,et al.,"Electronic dispersion compensation by signal predistortion using digital processing and a dual−drive Mach−Zehnder modulator"、IEEE Photon.Technol.Lett.,vol.17,714−16、2005年R. I. Killey, et al. "Electronic dispersion compensation by signal predication using digital processing and a dual-drive Mach-Zehnder modulator", IEEE Photon. Technol. Lett. , Vol. 17, 714-16, 2005

非特許文献1の構成では、強度変調器と位相変調器の2つの変調器を必要とし、光送信装置のコストが高くなる。また、非特許文献1の構成では、周波数帯域と伝送距離によっては、IM光信号とPM光信号のどちらを送信しても、光受信装置においては、その中間の光変調信号となる場合が生じる。その様な場合、光受信装置が直接検波して出力する電気信号のレベル(信号検出レベル)は小さくなる(劣化する)。一方、非特許文献2の構成では、完全な分散補償が可能であり、信号検出レベルの劣化は生じないが、広帯域の信号処理が必要となり、光送信装置のコストの大幅な増加を招く。   The configuration of Non-Patent Document 1 requires two modulators, an intensity modulator and a phase modulator, which increases the cost of the optical transmission apparatus. Further, in the configuration of Non-Patent Document 1, depending on the frequency band and the transmission distance, either the IM optical signal or the PM optical signal may be transmitted, and in the optical receiving apparatus, an intermediate optical modulation signal may occur. . In such a case, the level (signal detection level) of the electric signal directly detected and output by the light receiving apparatus becomes smaller (deteriorated). On the other hand, in the configuration of Non-Patent Document 2, complete dispersion compensation is possible, and deterioration of the signal detection level does not occur. However, wideband signal processing is required, which leads to a significant increase in the cost of the optical transmission apparatus.

本発明は、安価な構成で、光受信装置による信号検出レベルの劣化を抑えることができる光送信装置を提供するものである。   The present invention provides an optical transmission apparatus that can suppress deterioration of the signal detection level by the optical reception apparatus with an inexpensive configuration.

本発明の一態様によると、光送信装置は、第1連続光を第1ポートに入力される信号に基づき位相変調して第1位相変調光信号を生成し、第2連続光を第2ポートに入力される信号に基づき位相変調して第2位相変調光信号を生成し、前記第1位相変調光信号と前記第2位相変調光信号とを合成して出力する光変調手段と、入力される電気信号を第1電気信号及び第2電気信号に2分岐し、前記第1電気信号を前記第1ポートに入力し、前記第2電気信号を反転させた第3電気信号を前記第2ポートに入力する第1処理手段と、入力される電気信号を第4電気信号及び第5電気信号に2分岐し、前記第4電気信号を前記第1ポートに入力し、前記第5電気信号を前記第2ポートに入力する第2処理手段と、入力される電気信号を前記第1ポートに入力する第3処理手段と、入力される電気信号を前記第2ポートに入力する第4処理手段と、を備えていることを特徴とする。   According to one aspect of the present invention, the optical transmitter phase-modulates the first continuous light based on the signal input to the first port to generate a first phase-modulated optical signal, and generates the second continuous light at the second port. Optical modulation means for generating a second phase modulation optical signal by phase modulation based on the signal input to the input signal, and combining and outputting the first phase modulation optical signal and the second phase modulation optical signal; Electrical signal is branched into a first electrical signal and a second electrical signal, the first electrical signal is input to the first port, and a third electrical signal obtained by inverting the second electrical signal is the second port. Processing means for input to the first and second electric signals are branched into a fourth electric signal and a fifth electric signal, the fourth electric signal is inputted to the first port, and the fifth electric signal is A second processing means for inputting to a second port, and an electric signal to be inputted is Wherein the third processing means for inputting a fourth processing means for inputting an electrical signal to said second port to be input, in that it comprises a.

本発明によると、安価な構成で、光受信装置による信号検出レベルの劣化を抑えることができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the signal detection level by the optical receiver with an inexpensive configuration.

一実施形態による光送信装置の構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram of the optical transmission apparatus by one Embodiment. 一実施形態による光変調器の動作の説明図。Explanatory drawing of the operation | movement of the optical modulator by one Embodiment. 20km伝送後の各変調信号の周波数応答を示す図。The figure which shows the frequency response of each modulation signal after 20 km transmission.

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the contents of the embodiment. Further, in each of the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiment will be omitted from the drawings.

図1は、本実施形態による光送信装置の構成図である。周波数変換部1には、複数の電気信号が入力される。この電気信号は、後述する様に、連続光を変調するための信号であり、以下では変調信号と呼ぶ。変調信号は、それぞれが情報を搬送している。周波数変換部1は、複数の変調信号それぞれの周波数帯域が重ならない様に、各変調信号の周波数変換を行い、周波数変換後の各変調信号を振分部2に出力する。振分部2は、各変調信号を、分岐部3、調整部4、調整部5、分岐部6のいずれかに振り分ける。   FIG. 1 is a block diagram of an optical transmitter according to the present embodiment. A plurality of electrical signals are input to the frequency converter 1. This electric signal is a signal for modulating continuous light as will be described later, and is hereinafter referred to as a modulation signal. Each modulated signal carries information. The frequency conversion unit 1 performs frequency conversion of each modulation signal so that the frequency bands of the plurality of modulation signals do not overlap, and outputs each modulation signal after frequency conversion to the distribution unit 2. The distribution unit 2 distributes each modulated signal to any one of the branch unit 3, the adjustment unit 4, the adjustment unit 5, and the branch unit 6.

分岐部3は、入力される変調信号を同じ振幅レベルで2分岐し、一方を合波部8に出力し、他方を反転部7に出力する。反転部7は、入力される変調信号の波形を反転させて、反転された変調信号を合波部9に出力する。   The branching unit 3 branches the input modulation signal into two at the same amplitude level, outputs one to the multiplexing unit 8, and outputs the other to the inverting unit 7. The inverting unit 7 inverts the waveform of the input modulation signal, and outputs the inverted modulation signal to the multiplexing unit 9.

調整部4は、入力される変調信号の振幅を√2倍にして、振幅調整後の変調信号を合波部8に出力する。調整部5は、入力される変調信号の振幅を√2倍にして、振幅調整後の変調信号を合波部9に出力する。   The adjustment unit 4 multiplies the amplitude of the input modulation signal by √ 2 and outputs the modulation signal after the amplitude adjustment to the multiplexing unit 8. The adjustment unit 5 multiplies the amplitude of the input modulation signal by √ 2 and outputs the modulation signal after the amplitude adjustment to the multiplexing unit 9.

分岐部6は、入力される変調信号を同じ振幅レベルで2分岐し、一方を合波部8に出力し、他方を合波部9に出力する。   The branching unit 6 branches the input modulation signal into two at the same amplitude level, outputs one to the multiplexing unit 8, and outputs the other to the multiplexing unit 9.

合波部8は、入力される各変調信号を合波して第1合波信号を生成し、この第1合波信号を二電極型マッハツェンダ変調器(DEMZM)10のポートAに印加する。合波部9は、入力される各変調信号を合波して第2合波信号を生成し、この第2合波信号をDEMZM10のポートBに印加する。   The combining unit 8 combines the input modulation signals to generate a first combined signal, and applies the first combined signal to the port A of the two-electrode Mach-Zehnder modulator (DEMZM) 10. The multiplexing unit 9 multiplexes each of the input modulation signals to generate a second multiplexed signal, and applies the second multiplexed signal to the port B of the DEM ZM 10.

図2は、DEMZM10による光変調方法の説明図である。DEMZM10の光ポートINには、図示しない光源から連続光が入力される。DEMZM10の光ポートINに入力された連続光は、第1経路301を通過する第1連続光と、第2経路302を通過する第2連続光に2分岐される。第1経路301を通過した第1連続光と、第2経路302を通過した第2連続光は、再度、合波されてDEMZM10の光ポートOUTから出力される。ここで、ポートA及びポートBへのDCバイアス電圧は、第1連続光と第2連続光との位相差がπ/2で合波される様に、印加されている。(以下、このDCバイアス電圧を、直交バイアス電圧と呼ぶ。)図2(B)は、ポートA及びポートBに直交バイアス電圧が印加されている場合の第1連続光100と第2連続光200を複素平面上で示したものである。   FIG. 2 is an explanatory view of a light modulation method by the DEM ZM 10. Continuous light is input to the light port IN of the DEM ZM 10 from a light source (not shown). The continuous light input to the optical port IN of the DEM ZM 10 is branched into a first continuous light passing through the first path 301 and a second continuous light passing through the second path 302. The first continuous light passing through the first path 301 and the second continuous light passing through the second path 302 are combined again and output from the optical port OUT of the DEM ZM 10. Here, DC bias voltages to the port A and the port B are applied such that the phase difference between the first continuous light and the second continuous light is multiplexed at π / 2. (Hereinafter, this DC bias voltage is referred to as an orthogonal bias voltage.) FIG. 2B shows the first continuous light 100 and the second continuous light 200 when the orthogonal bias voltage is applied to the port A and the port B. Is shown on the complex plane.

DEMZM10のポートAには、直交バイアス電圧に加えて変調信号が印加される。つまり、直交バイアス電圧と変調信号を加算した電圧が印加される。この変調信号により、複素平面上において、第1連続光100は、直交バイアス電圧のみが印加された状態を起点とし、変調信号の振幅に比例してI軸との角度が変化する。つまり、DEMZM10は、ポートAに入力される変調信号に基づき第1連続光100を位相変調する。同様に、ポートBにも、直交バイアス電圧に加えて変調信号が印加される。この変調信号により、複素平面上において、第2連続光200は、直交バイアス電圧のみが印加された状態を起点とし、変調信号の振幅に比例してI軸との角度が変化する。つまり、DEMZM10は、ポートBに入力される変調信号に基づき第2連続光200を位相変調する。なお、ポートA及びポートBに印加する変調信号が同じ場合の、I軸との角度の変化量は同じものとする。   A modulation signal is applied to the port A of the DEM ZM 10 in addition to the quadrature bias voltage. That is, a voltage obtained by adding the quadrature bias voltage and the modulation signal is applied. Due to this modulation signal, the first continuous light 100 starts from the state where only the orthogonal bias voltage is applied on the complex plane, and the angle with the I axis changes in proportion to the amplitude of the modulation signal. That is, the DEM ZM 10 phase modulates the first continuous light 100 based on the modulation signal input to the port A. Similarly, the modulation signal is applied to the port B in addition to the orthogonal bias voltage. Due to this modulation signal, the second continuous light 200 starts from the state where only the orthogonal bias voltage is applied on the complex plane, and the angle with the I axis changes in proportion to the amplitude of the modulation signal. That is, the DEM ZM 10 phase modulates the second continuous light 200 based on the modulation signal input to the port B. When the modulation signals applied to the port A and the port B are the same, the amount of change in the angle with the I axis is the same.

したがって、DEMZM10のポートA及びポートBに振幅値が同じで、かつ、正負が逆転した変調信号を印加すると、第1連続光100と第2連続光200は、複素平面上においてI軸に対して対称に変化し、よって、その合波光は、I軸上を移動する。つまり、この場合、DEMZM10の光ポートOUTから出力される合波光は、印加された変調信号により強度変調された光信号(IM光信号)となる。なお、このIM光信号は、チャープパラメータα=0に対応する。   Therefore, when a modulation signal with the same amplitude value and opposite polarity is applied to the port A and port B of the DEMZM 10, the first continuous light 100 and the second continuous light 200 with respect to the I axis on the complex plane It changes symmetrically, so that the combined light travels on the I axis. That is, in this case, the multiplexed light output from the optical port OUT of the DEMZM 10 becomes an optical signal (IM optical signal) whose intensity is modulated by the applied modulation signal. This IM optical signal corresponds to the chirp parameter α = 0.

また、DEMZM10のポートA及びポートBに同じ変調信号を印加すると、第1連続光100と第2連続光200の合波光は、変調信号の振幅に比例して等振幅でI軸との角度のみが変化する。つまり、この場合、DEMZM10の光ポートOUTから出力される合波光は、印加された変調信号により位相変調された光信号(PM光信号)となる。なお、このPM光信号は、チャープパラメータα=+∞又は−∞に対応する(なお、以下では、α=+∞又は−∞を、纏めて∞と表記する)。   When the same modulation signal is applied to port A and port B of DEMZM 10, the combined light of the first continuous light 100 and the second continuous light 200 has an equal amplitude in proportion to the amplitude of the modulation signal and only an angle with the I axis. Changes. That is, in this case, the multiplexed light output from the optical port OUT of the DEMZM 10 becomes an optical signal (PM optical signal) phase-modulated by the applied modulation signal. The PM light signal corresponds to a chirp parameter α = + ∞ or −∞ (Hereinafter, α = + ∞ or −∞ is collectively referred to as ∞).

また、DEMZM10のポートAのみに変調信号を印加すると、第1連続光100と第2連続光200の合波光は、複素平面上において振幅とI軸との角度の両方が変化する。つまり、この場合、DEMZM10の光ポートOUTから出力される合波光は、印加された変調信号により強度・位相光変調された信号(以下、第1IPM光信号と呼ぶ。)となる。なお、この第1IPM光信号は、チャープパラメータα=−1に対応する。   In addition, when the modulation signal is applied only to the port A of the DEM ZM 10, the combined light of the first continuous light 100 and the second continuous light 200 changes both the amplitude and the angle with the I axis on the complex plane. That is, in this case, the multiplexed light output from the optical port OUT of the DEMZM 10 becomes a signal (hereinafter, referred to as a first IPM optical signal) that is intensity and phase light modulated by the applied modulation signal. The first IPM optical signal corresponds to the chirp parameter α = −1.

また、DEMZM10のポートBのみに変調信号を印加すると、第1連続光100と第2連続光200の合波光は、複素平面上において振幅とI軸との角度の両方が変化する。つまり、この場合、DEMZM10の光ポートOUTから出力される合波光は、印加された変調信号により強度・位相光変調された信号(以下、第2IPM光信号と呼ぶ。)となる。なお、この第2IPM光信号は、チャープパラメータα=+1に対応する。   Further, when the modulation signal is applied only to the port B of the DEM ZM 10, the combined light of the first continuous light 100 and the second continuous light 200 changes both the amplitude and the angle with the I axis on the complex plane. That is, in this case, the multiplexed light output from the optical port OUT of the DEMZM 10 becomes a signal (hereinafter, referred to as a second IPM optical signal) which is intensity and phase light modulated by the applied modulation signal. The second IPM optical signal corresponds to the chirp parameter α = + 1.

図1の構成において、分岐部3に入力された変調信号は、2分岐され、その一方は、合波部8を介してDEMZM10のポートAに印加され、他方は、反転部7で反転された後、合波部9を介してDEMZM10のポートBに印加される。したがって、DEMZM10は、分岐部3に入力された変調信号で連続光を強度変調し、IM光信号を出力する。同様に、分岐部6に入力された変調信号は、2分岐され、その一方は、合波部8を介してDEMZM10のポートAに印加され、他方は、合波部9を介してDEMZM10のポートBに印加される。したがって、DEMZM10は、分岐部9に入力された変調信号で連続光を位相変調し、PM光信号を出力する。   In the configuration of FIG. 1, the modulation signal input to the branching unit 3 is branched into two, one of which is applied to the port A of the DEM ZM 10 through the multiplexing unit 8, and the other is inverted by the inverting unit 7. After that, it is applied to the port B of the DEM ZM 10 through the multiplexing unit 9. Therefore, the DEM ZM 10 intensity-modulates the continuous light with the modulation signal input to the branching unit 3 and outputs an IM optical signal. Similarly, the modulation signal input to the branching unit 6 is branched into two, one of which is applied to the port A of the DEMZM 10 through the multiplexing unit 8 and the other is the port of the DEMZM 10 through the multiplexing unit 9 Applied to B. Therefore, the DEM ZM 10 phase modulates the continuous light with the modulation signal input to the branching unit 9 and outputs a PM optical signal.

また、調整部4に入力された変調信号は、合波部8を介してDEMZM10のポートAのみに印加される。したがって、DEMZM10は、調整部4に入力された変調信号で連続光を強度・位相変調し、第1IPM光信号を出力する。同様に、調整部5に入力された変調信号は、合波部9を介してDEMZM10のポートBのみに印加される。したがって、DEMZM10は、調整部5に入力された変調信号で連続光を強度・位相変調し、第2IPM光信号を出力する。   Further, the modulation signal input to the adjustment unit 4 is applied only to the port A of the DEM ZM 10 through the multiplexing unit 8. Therefore, the DEM ZM 10 intensity-phase modulates the continuous light with the modulation signal input to the adjustment unit 4 and outputs a first IPM optical signal. Similarly, the modulation signal input to the adjustment unit 5 is applied only to the port B of the DEM ZM 10 through the multiplexing unit 9. Therefore, the DEM ZM 10 intensity-phase modulates the continuous light with the modulation signal input to the adjustment unit 5, and outputs a second IPM optical signal.

DEMZM10は、実際には、上記4つの変調光信号がまざった光信号を出力するが、各変調信号の周波数帯域は、周波数変換部1での周波数変換により互いに重ならない様にされているため、DEMZM10が出力する変調光信号において、各変調信号は、周波数軸上では重なりを持たないことになる。なお、図2(B)から明らかな様に、DEMZM10が出力するIM光信号及びPM光信号の振幅は、それぞれ、第1連続光100及び第2連続光200の√2倍になる。調整部4、5において、入力される変調信号を、それぞれ、√2倍にするのは各変調光のパワーの差を抑えるためである。   Although the DEM ZM 10 actually outputs an optical signal in which the four modulated optical signals are superimposed, the frequency bands of the respective modulated signals are made to not overlap each other by frequency conversion in the frequency conversion unit 1. In the modulated optical signals output from the DEM ZM 10, the respective modulated signals have no overlap on the frequency axis. As is apparent from FIG. 2B, the amplitudes of the IM optical signal and the PM optical signal output from the DEM ZM 10 are √2 times that of the first continuous light 100 and the second continuous light 200, respectively. The reason why the input modulation signals are multiplied by {square root over (2)} in the adjustment units 4 and 5 is to suppress the power difference between the respective modulated lights.

図3は、チャープパラメータαが0、∞、1、−1である変調光信号を20km伝送して直接検波、つまり、光電変換を行って得られる電気信号の周波数応答特性を示している。なお、上述した様に、チャープパラメータα=0はIM光信号に対応し、α=∞はPM光信号に対応し、α=−1は第1IPM光信号に対応し、α=1は、第2IPM光信号に対応する。   FIG. 3 shows the frequency response characteristics of an electrical signal obtained by transmitting a modulated optical signal having a chirp parameter α of 0, 、, 1 or 1 for 20 km and performing direct detection, that is, photoelectric conversion. As described above, the chirp parameter α = 0 corresponds to the IM optical signal, α = ∞ corresponds to the PM optical signal, α = −1 corresponds to the first IPM optical signal, and α = 1 corresponds to the first 2 correspond to the IPM optical signal.

図3に示す様に、IM光信号は14GHzにおいて大きく落ち込み、PM光信号は20GHzにおいて大きく落ち込み、第1IPM光信号は10GHzにおいて大きく落ち込み、第2IPM光信号は17GHzにおいて大きく落ち込んでいる。これは、送信した各変調光信号が、それら周波数において、PM光信号となっているからである。一方、IM光信号は20GHzにおいて良好に検出され、PM光信号は14GHzにおいて良好に検出され、第1IPM光信号は17GHzにおいて良好に検出され、第2IPM光信号は10GHzにおいて良好に検出される。この良好に検出される周波数は、それら周波数において、送信した各変調信号が、IM光信号となっていることを示している。   As shown in FIG. 3, the IM optical signal drops significantly at 14 GHz, the PM optical signal drops significantly at 20 GHz, the first IPM optical signal drops significantly at 10 GHz, and the second IPM optical signal drops significantly at 17 GHz. This is because each modulated optical signal transmitted is a PM optical signal at these frequencies. On the other hand, the IM optical signal is well detected at 20 GHz, the PM optical signal is well detected at 14 GHz, the first IPM optical signal is well detected at 17 GHz, and the second IPM optical signal is well detected at 10 GHz. The well detected frequencies indicate that at each of these frequencies, each transmitted modulated signal is an IM optical signal.

また、図3から明らかな様に、各変調光信号の周波数特性の最も高い部分だけを見ると、周波数に応じて若干の変動があるものの、その変動量は、非特許文献1の構成(α=0とα=∞のみを使用)より小さい。本実施形態において、振分部2は、図3に示す特性を有しており、入力される変調信号の周波数(信号帯域)に応じて、4つの変調方式から光受信装置において最も良好に検出される変調方式を選択し、対応するパス、つまり、分岐部3からのパス、調整部4からのパス、調整部5からのパス、分岐部6からのパスのいずれかに出力する。この構成により、1つの光変調器を使用して、複数種類の光変調信号を合成した信号を送信でき、かつ、各光変調信号の光受信装置による信号検出レベルの劣化を抑えることができる。   Further, as apparent from FIG. 3, when only the highest part of the frequency characteristic of each modulated optical signal is seen, although there is a slight fluctuation depending on the frequency, the fluctuation amount is the configuration of the non-patent document 1 (α = 0 less than 0 and α = よ り 小 さ い) In the present embodiment, the distribution unit 2 has the characteristics shown in FIG. 3 and is most suitably detected in the optical receiving apparatus from four modulation methods according to the frequency (signal band) of the input modulation signal. The selected modulation method is selected and output to the corresponding path, that is, the path from the branch unit 3, the path from the adjustment unit 4, the path from the adjustment unit 5, or the path from the branch unit 6. According to this configuration, it is possible to transmit a signal obtained by combining a plurality of types of light modulation signals by using one light modulator, and to suppress deterioration of the signal detection level of the light modulation signal of each light modulation signal.

なお、本発明の光送信装置は、例えば、P−P型の光通信システムに適用することができる。この場合、伝送距離は、光受信装置の設置位置に応じて決まるため、例えば、その伝送距離に対応する周波数応答特性(図3)を振分部2に設ければよい。また、本発明の光送信装置は、PON等のP−MP型の光通信システムに適用することができる。この場合、光送信装置は、複数の光受信装置に光信号を送信し、各光受信装置までの伝送距離は、光受信装置毎に異なる。この場合、各伝送距離に対応する周波数応答特性(図3)を振分部2に設ければよい。また、図3に示す様な周波数応答特性を振分部2に設けるのではなく、伝送距離により振分部2が、図3に示す様な周波数応答特性を計算する構成とすることもできる。さらに、オペレータが、図3に示す周波数応答特性に基づき、各変調信号の周波数と、どの変調方式を使用するかを決定して、周波数変換部1及び振分部2に設定する構成とすることもできる。この場合、周波数変換部1は設定に従い周波数変換し、振分部2は、設定に従い振分を行う。   The optical transmission apparatus of the present invention can be applied to, for example, a PP type optical communication system. In this case, since the transmission distance is determined according to the installation position of the light receiving apparatus, for example, a frequency response characteristic (FIG. 3) corresponding to the transmission distance may be provided in the distribution unit 2. Further, the optical transmission apparatus of the present invention can be applied to a P-MP type optical communication system such as PON. In this case, the optical transmitter transmits optical signals to the plurality of optical receivers, and the transmission distance to each optical receiver differs depending on the optical receivers. In this case, the frequency response characteristic (FIG. 3) corresponding to each transmission distance may be provided in the distribution unit 2. Further, instead of providing the frequency response characteristic as shown in FIG. 3 in the distribution unit 2, the distribution unit 2 may be configured to calculate the frequency response characteristic as shown in FIG. 3 based on the transmission distance. Further, the operator determines the frequency of each modulation signal and which modulation method to use based on the frequency response characteristics shown in FIG. 3 and sets the frequency conversion unit 1 and the distribution unit 2 You can also. In this case, the frequency conversion unit 1 performs frequency conversion according to the setting, and the distribution unit 2 performs distribution according to the setting.

なお、図1の構成において、分岐部3からDEMZM10までのパス(DEMZM10は除く)は、第1処理部を構成している。また、分岐部6からDEMZM10までのパス(DEMZM10は除く)は、第2処理部を構成している。さらに、調整部4からDEMZM10までのパス(DEMZM10は除く)は、第3処理部を構成している。さらに、調整部5からDEMZM10までのパス(DEMZM10は除く)は、第4処理部を構成している。そして、振分部2は、入力される変調信号を、第1処理部、第2処理部、第3処理部、第4処理部のいずれかに向けて出力する。なお、振分部2は、ユーザ設定に従い、或いは、入力される変調信号の周波数帯域とその伝送距離に応じて、入力される変調信号を、第1処理部、第2処理部、第3処理部、第4処理部のいずれかに向けて出力する。   In the configuration of FIG. 1, the path from the branch unit 3 to the DEMZM 10 (except for the DEMZM 10) constitutes a first processing unit. Further, a path from the branching unit 6 to the DEMZM 10 (except for the DEMZM 10) constitutes a second processing unit. Furthermore, the path from the adjustment unit 4 to the DEMZM 10 (except for the DEMZM 10) constitutes a third processing unit. Furthermore, the path from the adjustment unit 5 to the DEMZM 10 (except for the DEMZM 10) constitutes a fourth processing unit. Then, the distribution unit 2 outputs the input modulation signal to any one of the first processing unit, the second processing unit, the third processing unit, and the fourth processing unit. Note that the distribution unit 2 performs the first processing unit, the second processing unit, and the third processing on the modulation signal to be input according to the user setting or according to the frequency band of the modulation signal to be input and the transmission distance thereof. Output to either the unit or the fourth processing unit.

また、図1の構成において、振分部2、分岐部3、調整部4、調整部5、分岐部6、反転部7、合波部8、合波部9は、DEMZM10を駆動する駆動部を構成している。そして、この駆動部は、入力される変調信号の周波数帯域と、当該変調信号を伝送する距離と、に応じて選択したチャープパラメータの光変調信号を出力する様に、当該変調信号に基づきDEMZM10を駆動する様に構成されている。或いは、駆動部は、周波数変換部1から入力される、互いに帯域の異なる複数の変調信号それぞれに関連付けられたチャープパラメータの設定値を保持し、前記複数の変調信号それぞれについて、前記関連付けられたチャープパラメータの光変調信号を出力する様にDEMZM10を駆動する様に構成されている。   Further, in the configuration of FIG. 1, the distributing unit 2, the branching unit 3, the adjusting unit 4, the adjusting unit 5, the branching unit 6, the inverting unit 7, the combining unit 8 and the combining unit 9 drive the DEMZM 10. Are configured. Then, the drive unit outputs the DEM ZM 10 based on the modulation signal to output an optical modulation signal of the chirp parameter selected according to the frequency band of the input modulation signal, the distance for transmitting the modulation signal, and the like. It is configured to drive. Alternatively, the drive unit holds setting values of chirp parameters, which are input from the frequency conversion unit 1 and are respectively associated with a plurality of modulation signals different in band from one another, and the chirps associated with each of the plurality of modulation signals The DEM ZM 10 is configured to drive an optical modulation signal of a parameter.

3、6:分岐部、4、5:調整部、7:反転部、8、9:合波部、10:二電極型マッハツェンダ変調器   3, 6: Branching part 4, 5: Adjustment part, 7: Inversion part, 8, 9: Coupling part, 10: Two-electrode type Mach-Zehnder modulator

Claims (13)

第1連続光を第1ポートに入力される信号に基づき位相変調して第1位相変調光信号を生成し、第2連続光を第2ポートに入力される信号に基づき位相変調して第2位相変調光信号を生成し、前記第1位相変調光信号と前記第2位相変調光信号とを合成して出力する光変調手段と、
入力される電気信号を第1電気信号及び第2電気信号に2分岐し、前記第1電気信号を前記第1ポートに入力し、前記第2電気信号を反転させた第3電気信号を前記第2ポートに入力する第1処理手段と、
入力される電気信号を第4電気信号及び第5電気信号に2分岐し、前記第4電気信号を前記第1ポートに入力し、前記第5電気信号を前記第2ポートに入力する第2処理手段と、
入力される電気信号を前記第1ポートに入力する第3処理手段と、
入力される電気信号を前記第2ポートに入力する第4処理手段と、
を備えていることを特徴とする光送信装置。
The first continuous light is phase-modulated based on the signal input to the first port to generate a first phase-modulated optical signal, and the second continuous light is phase-modulated based on the signal input to the second port to An optical modulation unit that generates a phase modulation optical signal and combines and outputs the first phase modulation optical signal and the second phase modulation optical signal;
The input electrical signal is branched into a first electrical signal and a second electrical signal, the first electrical signal is input to the first port, and a third electrical signal obtained by inverting the second electrical signal is the third electrical signal. First processing means for inputting to 2 ports;
A second process in which the input electric signal is branched into a fourth electric signal and a fifth electric signal, the fourth electric signal is input to the first port, and the fifth electric signal is input to the second port Means,
Third processing means for inputting an input electric signal to the first port;
Fourth processing means for inputting an input electric signal into the second port;
An optical transmitter characterized by comprising:
前記光変調手段は、入力される連続光を2分岐して前記第1連続光及び前記第2連続光を生成することを特徴とする請求項1に記載の光送信装置。   The light transmitting apparatus according to claim 1, wherein the light modulation unit splits the input continuous light into two to generate the first continuous light and the second continuous light. 前記第1ポートと前記第2ポートに同じ信号が入力されるとき、前記第1位相変調光信号と前記第2位相変調光信号の位相差は、π/2であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光送信装置。   When the same signal is input to the first port and the second port, a phase difference between the first phase modulated optical signal and the second phase modulated optical signal is π / 2. The optical transmitter as described in 1 or 2. 前記光変調手段は、二電極型マッハツェンダ変調器であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光送信装置。   The optical transmission apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the light modulation unit is a two-electrode Mach-Zehnder modulator. 入力される電気信号を、前記第1処理手段、前記第2処理手段、前記第3処理手段及び前記第4処理手段のいずれかの入力として振り分ける振分手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光送信装置。   The apparatus further comprises distribution means for distributing an input electric signal as an input of any one of the first processing means, the second processing means, the third processing means and the fourth processing means. The optical transmitter according to any one of claims 1 to 4. 前記振分手段には、互いに帯域の異なる複数の電気信号が入力され、
前記振分手段は、前記複数の電気信号のそれぞれを前記第1処理手段、前記第2処理手段、前記第3処理手段及び前記第4処理手段のいずれかの入力として振り分けることを特徴とする請求項5に記載の光送信装置。
A plurality of electric signals having different bands from each other are input to the distribution means,
The distribution means distributes each of the plurality of electric signals as an input of any one of the first processing means, the second processing means, the third processing means, and the fourth processing means. Item 6. An optical transmitter according to Item 5.
前記振分手段は、前記複数の電気信号のそれぞれについて、電気信号の帯域と、当該電気信号を伝送する距離と、に基づき、当該電気信号を前記第1処理手段、前記第2処理手段、前記第3処理手段及び前記第4処理手段のいずれの入力とするかを判定することを特徴とする請求項6に記載の光送信装置。   The distribution unit is configured to generate the first processing unit, the second processing unit, and the electric signal based on a band of the electric signal and a distance of transmitting the electric signal for each of the plurality of electric signals. 7. The optical transmission apparatus according to claim 6, wherein it is determined which of the third processing means and the fourth processing means is to be input. 複数の電気信号の帯域が互いに異なる様に周波数変換を行って、前記振分手段に出力する変換手段をさらに備えていることを特徴とする請求項6又は7に記載の光送信装置。   8. The optical transmission apparatus according to claim 6, further comprising conversion means for performing frequency conversion so that bands of a plurality of electric signals are different from each other and outputting the same to the distribution means. 前記第3処理手段及び前記第4処理手段は、それぞれ、前記入力される電気信号の振幅を調整する調整手段を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の光送信装置。   The optical transmission according to any one of claims 1 to 8, wherein each of the third processing means and the fourth processing means has adjusting means for adjusting the amplitude of the input electric signal. apparatus. 二電極型マッハツェンダ変調器と、
電気信号の帯域及び当該電気信号を伝送する距離に基づきチャープパラメータを選択し、選択したチャープパラメータの光変調信号を出力する様に、前記電気信号に基づき前記二電極型マッハツェンダ変調器を駆動する駆動手段と、を備えていることを特徴とする光送信装置。
A two-electrode Mach-Zehnder modulator,
Drive for driving the two-electrode Mach-Zehnder modulator based on the electrical signal so as to select a chirp parameter based on a band of the electrical signal and a distance for transmitting the electrical signal and output an optical modulation signal of the selected chirp parameter And an optical transmitter.
前記駆動手段には、互いに帯域の異なる複数の電気信号が入力され、
前記駆動手段は、前記複数の電気信号のそれぞれについてチャープパラメータを選択し、前記二電極型マッハツェンダ変調器が、前記複数の電気信号のそれぞれについて前記選択したチャープパラメータの光変調信号を出力する様に、前記二電極型マッハツェンダ変調器を駆動することを特徴とする請求項10に記載の光送信装置。
A plurality of electrical signals having different bands from each other are input to the driving means;
The driving means selects a chirp parameter for each of the plurality of electrical signals, and the two-electrode Mach-Zehnder modulator outputs an optical modulation signal of the selected chirp parameter for each of the plurality of electrical signals. The optical transmitter according to claim 10, wherein the two-electrode type Mach-Zehnder modulator is driven.
前記駆動手段は、4つのチャープパラメータから1つのチャープパラメータを選択することを特徴とする請求項10又は11に記載の光送信装置。   The optical transmission apparatus according to claim 10, wherein the driving means selects one chirp parameter from four chirp parameters. 二電極型マッハツェンダ変調器と、
入力される、互いに帯域の異なる複数の電気信号それぞれに関連付けられたチャープパラメータを保持する保持手段と、
前記複数の電気信号それぞれについて、前記関連付けられたチャープパラメータの光変調信号を出力する様に前記二電極型マッハツェンダ変調器を駆動する駆動手段と、を備えていることを特徴とする光送信装置。
A two-electrode Mach-Zehnder modulator,
Holding means for holding chirp parameters associated with each of a plurality of electrical signals in different bands that are input;
And d) driving means for driving the two-electrode type Mach-Zehnder modulator so as to output an optical modulation signal of the associated chirp parameter for each of the plurality of electrical signals.
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