JP3527832B2 - マーク率変動対応バイアス電圧制御回路 - Google Patents
マーク率変動対応バイアス電圧制御回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマッハツェンダ型光
強度変調器を外部変調器として用いた光出力強度変調光
送信器に使用でき、特に光送信器のαパラメータ正負符
号変換時でもマーク率に対応した制御目標値を設定し、
マッハツェンダ型光強度変調器出力光を安定に制御する
のに好適なマーク率変動対応バイアス電圧制御回路に関
する。 【０００２】 【従来の技術】マッハツェンダ型光強度変調器を外部変
換器として用いた光出力強度変調光送信器では、マッハ
ツェンダ型光強度変調器の経時変化や温度変化により、
その消光特性が変動し、光強度変調出力値の変化が発生
する。本現象に対する従来の解決方法の制御構成例を図
１、図２に挙げる。図１に示す回路は、マッハツェンダ
型光強度変調器７から出力される強度変調光の分岐光を
受光器９により電圧変換を行い、平均光出力検出回路１
０により制御対象である平均電圧値として検出する。更
に入力電気信号のマーク率により、マーク率に対応した
定格信号を出力するマーク率検出回路３を設け、その出
力値と平均電圧値との差が最小となるように、バイアス
電圧制御回路１１にてバイアス電圧制御電圧を出力す
る。同様の制御形式を採用している例としては、公開特
許公報公開番号平４−１１６６１８号公報に記載の制御
回路がある。 【０００３】また図２に示す回路は、波長分散に起因す
る分散ペナルティを抑圧するために発光論理選択回路１
５にてバイアス電圧値をマッハツェンダ半周期電圧Ｖπ
（ｖ）だけシフトさせることによりαパラメータの正負
信号を変換させた時でも、論理選択回路１２において制
御方向を反転させることにより、マーク率５０％時にお
いてのみ安定なバイアス電圧制御が可能となる。同様の
制御形式を採用している例としては、公開特許公報公開
番号平４−１４０７１２号公報に記載の制御回路があ
る。 【０００４】しかし、αパラメータの正負符号変換を行
い、かつマーク率が変動したときにおいてもバイアス電
圧制御を行おうとした時、上記従来の回路を組み合わせ
ただけでは安定したバイアス電圧制御は行えない。これ
は波長分散に起因する分散ペナルティを抑圧するため
に、バイアス電圧をマッハツェンダ半周期電圧Ｖπ
（Ｖ）だけシフトさせることによりαパラメータ正負符
号変換を行うと、発光論理が反転するため制御方向が反
転するだけではなく、入力電気信号のマーク率を基に設
定される制御目標値もマーク率の変動に対して反対の変
化をすることとなり、安定した光出力制御が行えなくな
ってしまうからである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】一般に、変調信号とバ
イアス電圧を異なる導波路に印加するマッハツェンダ型
光強度変調器ではαパラメータ＞０の場合は、（数
１）、（数２）、αパラメータ＜０の場合は（数３）、
（数４）で近似されるＰｏのＤＣ消光特性を有する。こ
こでＶｍは変調信号入力側に印加されるＤＣ電圧、Ｖｂ
は変調信号が印加されるのとは異なる導波路に印加され
るバイアス電圧、ＡはＶｍとＶｂを印加した場合のマッ
ハツェンダ型光強度変調器の最大と最小光出力のレベル
差をそれぞれ示す。 【０００６】 【数１】 【０００７】 【数２】 【０００８】ここで、Ｐｏ；マッハツェンダ型光強度変
調器出力光、Ｖｂ；バイアス電圧、Ａ；マッハツェンダ
型光強度変調器光出力振幅、Ｖｍ；信号入力側ＤＣ電圧
である。 【０００９】更に強度変調光の分岐光モニタ値、すなわ
ち制御対象値である平均光出力検出回路出力値Ｖｍｏは
光出力波形クロスポイント５０％となるバイアス電圧値
から変動していない場合、マーク率変動に対しαパラメ
ータ＞０の場合（数３）、αパラメータ＜０の場合（数
４）に示すように変化する。ここで、ＶｍｏＭＡＸはマ
ーク率＝１の時の平均光出力検出回路出力値Ｖｍｏの
値、Ｂはマーク率が１のときのＶｍｏ値と０の時のＶｍ
ｏ値の電圧差を示す。 【００１０】 【数３】 【００１１】 【数４】【００１２】ここで、Ｖｍｏ；平均光出力検出回路出
力、ＶｍｏＭＡＸ；マーク率＝１の時のＶｍｏ出力、
Ｂ；マーク率＝１，０時のＶｍｏ出力の電圧差である。 【００１３】図３に（数１、数２）、（数３、数４）で
近似されるマッハツェンダ型光強度変調器出力光のＤＣ
消光特性を、図４に（数５）、（数６）で近似される平
均光出力検出回路出力Ｖｍｏの出力特性図をそれぞれ示
す。 【００１４】今従来技術を用いた場合、バイアス電圧の
制御目標値Ｖｒｅｆをマーク率に応じて安定な光出力制
御を行うためＶｒｅｆは（数７）、（数８）に設定され
る。 【００１５】 【数５】 【００１６】ここで、Ｘ；Ｖｒｅｆ調整定数である。 【００１７】しかし、波長分散に起因する分散ペナルテ
ィを抑圧するためバイアス電圧をマッハツェンダ半周期
電圧Ｖπ（Ｖ）だけシフトし、光送信器のαパラメータ
の正負符号変換すなわちαパラメータ＜０とした場合、
光出力波形クロスポイント５０％となる制御対象値平均
出力検出回路出力Ｖｍｏ値は図４に示すようにマーク率
に対する変化の傾きが反転する。このため、制御目標値
がマーク率変動時に光出力波形クロスポイント５０％と
なる値と異なることとなり、バイアス電圧が正しく制御
されず、図５に示すように安定したマッハツェンダ型光
強度変調器出力光制御が行えなくなる。 【００１８】 【課題を解決するための手段】マッハツェンダ型光強度
変調素子８とその光出力を分岐して出力光を検出する受
光器９を内蔵するマッハツェンダ型光強度変調器７と、
マッハツェンダ型光強度変調器７に入力する直流光を発
光する直流光源モジュール６と、マッハツェンダ型光強
度変調器７を駆動し光強度変調を与えるマッハツェンダ
駆動回路４とマッハツェンダ駆動回路の出力振幅を常に
一定値に制御する振幅制御回路５と、該受光器９によ
り、マッハツェンダ型光強度変調器出力光の平均値を検
出する平均光出力検出回路１０と、制御対象である平均
光出力検出回路出力値と制御目標値とを比較してその偏
差を補正するようマッハツェンダ型光強度変調器７に印
加するバイアス圧電値を決定するバイアス電圧制御回路
１１と、該バイアス電圧をマッハツェンダ型光強度変調
器７に印加するバイアス印加回路１４と、伝送信号の発
光論理を反転させ、光送信器のαパラメータの正負符号
を変換するバイアス電圧をバイアス電圧印加回路１４を
介して該マッハツェンダ型光強度変調器７に印加する発
光論理決定電圧選択回路１５と、伝送信号の発光論理が
反転するとともに、バイアス電圧制御出力値の正負制御
方向を自動的に反転させる論理選択回路１２と、マッハ
ツェンダ型光強度変調器７に印加するバイアス電圧の出
力範囲を発光論理決定電圧選択回路出力値を中心にマッ
ハツェンダ反周期電圧Ｖπの±１/２以下に設定したリ
ミット回路１３とからなる光出力強度変調光送信器バイ
アス制御回路において、αパラメータ正負符号を変換し
た場合でもマーク率に応じた制御目標値を設定するため
に、マッハツェンダ駆動回路４の逆相出力より入力電気
信号のマーク率を検出するマーク率検出回路３と、マー
ク率変動時の制御目標値の変化幅を制御対象の変動幅と
合致させる規格化回路２と、αパラメータ正負符号に応
じて変わる制御対象値の変化の傾きと制御目標値の変化
の傾きとを常に合致させる制御目標値選択回路１をマッ
ハツェンダ駆動回路７とバイアス電圧制御回路１１間に
設けたことを特徴とするマーク率変動対応バイアス電圧
制御回路を提供することにより解決できる。 【００１９】 【発明の実施の形態】以下図４と図６を用いて本発明の
動作原理を説明する。 【００２０】直流光源モジュール６により発光された直
流光はマッハツェンダ型光強度変調器７に入射され、振
幅制御回路５により振幅を一定制御されたマッハツェン
ダ駆動回路４から印加される変調信号により光強度変調
を与えられている。 【００２１】該マッハツェンダ型光強度変調器７の上記
光強度変調光の分岐光は受光器９により電圧変換され、
平均光検出回路１０により制御対象値である平均光検出
回路出力Ｖｍｏとしてバイアス電圧制御回路１１に入力
される。バイアス電圧制御回路１１では入力された制御
対象値Ｖｍｏと制御目標値Ｖｒｅｆを比較し、その差を
補正するバイアス電圧を出力する。 【００２２】本光送信器のαパラメータの正負符号を変
換するために、αパラメータの正負符号変換端子から符
号変換命令信号を入力したとき、発光論理決定電圧選択
回路１５によりバイアス電圧印加回路１４を介してバイ
アス電圧Ｖｂの中心値をマッハツェンダ半周期電圧Ｖπ
（Ｖ）だけシフトさせる。これに伴い発光論理が反転し
マッハツェンダ型光強度変調器７のバイアス電圧Ｖｂに
対する光出力の変化の傾きが反転するため、上記平均光
出力回路出力を一定に保つバイアス電圧Ｖｂの正負制御
方向を論理選択回路１２により発光論理に合わせて反転
させる。そして、論理選択回路１２からバイアス電圧印
加回路１４に入力されるバイアス電圧出力範囲を±Ｖπ
／２以下に設定したリミット回路１３により、平均光出
力検出回路出力Ｖｍｏは制御目標値Ｖｒｅｆに安定する
ように発光論理反転前後によらず制御される。 【００２３】そしてマーク率変動時は、振幅制御回路５
にて常に一定の振幅を保っているマッハツェンダ駆動回
路４の逆相出力を用いてマーク率検出回路３を用いて入
力電気信号のマーク率を検出し、その出力値をもとに規
格化回路２によりマーク率変動時に光出力波形クロスポ
イント５０％となる平均光出力検出回路出力Ｖｍｏの変
動時Ｂに規格化する。（数９）に規格化回路出力Ｖ１を
示す。 【００２４】 【数６】 【００２５】ここでＶ１；規格化回路出力である。 【００２６】制御目標値選択回路１では、該規格化回路
出力Ｖ１をαパラメータ正負符号変換信号入力により、 αパラメータ＞０の場合 ＋Ｖ１ αパラメータ＜０の場合 −Ｖ１ と変換し、平均光出力検出回路出力であるＶｍｏ値のマ
ーク率＝１/２の時の値Ｖｍｏ−ＶｍｏＭＡＸ−Ｂ/２と
加算を行う。よって制御目標値Ｖｒｅｆは 【００２７】 【数７】 【００２８】 【数８】 【００２９】よって、α＞０の時 【００３０】 【数９】 【００３１】α＜０の時 【００３２】 【数１０】 【００３３】となり、αパラメータ正負符号変換入力信
号によりαパラメータの正負符号が変わった場合でも、
マーク率に対応した制御対象のＶｍｏ値（数５、６）と
合致する制御目標値を出力する。これにより、αパラメ
ータ正負符号変換時においてもマーク率変動に対応した
安定した制御が可能となる。 【００３４】本発明の実施例としてマッハツェンダ型光
強度変調器７を用いた図６の構成のマーク率変動対応バ
イアス電圧制御回路において、図４に示すマーク率＝１
の時の平均光出力検出回路出力１０の出力値Ｖｍｏｍａ
ｘを２．５Ｖ、マーク率＝０、１時の平均光出力検出回
路１０出力の電圧差Ｂを１．０Ｖとし、マーク率を１/
４〜３/４に変化しαパラメータ正負符号変換を行った
時の光出力波形クロスポイント５０％となる平均光出力
検出回路出力Ｖｍｏ値と、規格化回路２と目標制御値選
択回路１により作成される制御目標値Ｖｒｅｆ、及びそ
の時の１０Ｇｂｉｔ／ｓＮＲＺ疑似ランダムパターンに
よる光出力波形のそれぞれの振舞いについて説明する。 【００３５】αパラメータを正符号すなわち発光論理を
反転しないとき、マーク率を１/４〜３/４に変動させる
と、光出力波形クロスポイントが５０％となるＶｍｏ値
は（数５）より１．７５Ｖ〜２．２５Ｖとなる。この時
の制御目標値Ｖｒｅｆは（数９）より１．７５Ｖ〜２．
２５Ｖに設定され、Ｖｍｏは光出力波形クロスポイント
５０％となる値に制御され安定なバイアス電圧制御が行
われる。この時のＶｍｏ，Ｖｒｅｆ、光波形の振舞いを
図７に示す。 【００３６】今、波長分散に起因する分散ペナルティを
抑圧するために、バイアス電圧を発光論理決定電圧選択
回路１５によりマッハツェンダ半周期電圧Ｖπ（Ｖ）だ
けシフトし、マッハツェンダ型光強度変調器のαパラメ
ータ正負符号変換すなわちαパラメータ＜０としたと
き、マーク率を１/４〜３/４と変動させると光出力波形
クロスポイントが５０％となるＶｍｏ値は（数６）より
２．２５Ｖ〜１．７５Ｖとなり、αパラメータ＞０の時
と比較するとＶｍｏ値の変化の傾きが反転する。 【００３７】この時のＶｒｅｆ値は（数１０）より２．
２５Ｖ〜１．７５Ｖとなり、αパラメータが負符号の時
でも光出力波形クロスポイント５０％となるＶｍｏ値に
制御され安定したバイアス電圧制御が行われる。 【００３８】これは、制御目標値であるＶｒｅｆの変動
幅を規格化回路２によりマーク率変動時における光出力
波形クロスポイント５０％となる平均光出力検出回路出
力値Ｖｍｏ値の変動幅Ｂ（１．０Ｖ）に規格化し、かつ
制御目標値選択回路により制御目標値Ｖｒｅｆの変化の
傾きを制御対象値Ｖｍｏ値の変化の傾きに常に合致する
ようにしているためである。よって制御目標値Ｖｒｅｆ
はマーク率が１/４〜３/４に変動したとき、α＞０の場
合、１．７５〜２．２５Ｖ、α＜０の場合２．２５Ｖ〜
１．７５Ｖと各々光出力波形クロスポイント５０％とな
る制御目標値に設定され、αパラメータ変動時において
もマーク率に対応して安定した制御が可能となる。 【００３９】図８は本発明マーク率変動対応バイアス電
圧制御回路の具体的な構成例を示す図である。本構成例
では、αパラメータの正負符号に関わらず常にマーク率
変動に応じた制御目標値を得るために、オペアンプを用
いたバッファ回路にてマーク率検出回路を、可変抵抗と
オペアンプを組み合わせることによりＶｍｏ変動幅Ｂ
（ｖ）に規格化する規格化回路を、さらにアナログスイ
ッチとオペアンプを用いＶｒｅｆの変化の傾きをＶｍｏ
の傾きに合致させる制御目標値選択回路をそれぞれ作成
した。 【００４０】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば従来
のバイアス電圧制御回路に比べマーク率検出回路３と規
格化回路２と制御目標値選択回路１を用いることによ
り、αパラメータ正負符号変換時においても常に制御目
標値を出力することが可能となり、安定したバイアス電
圧制御が可能となる。 【００４１】また、図８においては構成例の一つを示し
たが、マーク率検出回路部はクランプ回路を用いた構成
でも適用可能である。
強度変調器を外部変調器として用いた光出力強度変調光
送信器に使用でき、特に光送信器のαパラメータ正負符
号変換時でもマーク率に対応した制御目標値を設定し、
マッハツェンダ型光強度変調器出力光を安定に制御する
のに好適なマーク率変動対応バイアス電圧制御回路に関
する。 【０００２】 【従来の技術】マッハツェンダ型光強度変調器を外部変
換器として用いた光出力強度変調光送信器では、マッハ
ツェンダ型光強度変調器の経時変化や温度変化により、
その消光特性が変動し、光強度変調出力値の変化が発生
する。本現象に対する従来の解決方法の制御構成例を図
１、図２に挙げる。図１に示す回路は、マッハツェンダ
型光強度変調器７から出力される強度変調光の分岐光を
受光器９により電圧変換を行い、平均光出力検出回路１
０により制御対象である平均電圧値として検出する。更
に入力電気信号のマーク率により、マーク率に対応した
定格信号を出力するマーク率検出回路３を設け、その出
力値と平均電圧値との差が最小となるように、バイアス
電圧制御回路１１にてバイアス電圧制御電圧を出力す
る。同様の制御形式を採用している例としては、公開特
許公報公開番号平４−１１６６１８号公報に記載の制御
回路がある。 【０００３】また図２に示す回路は、波長分散に起因す
る分散ペナルティを抑圧するために発光論理選択回路１
５にてバイアス電圧値をマッハツェンダ半周期電圧Ｖπ
（ｖ）だけシフトさせることによりαパラメータの正負
信号を変換させた時でも、論理選択回路１２において制
御方向を反転させることにより、マーク率５０％時にお
いてのみ安定なバイアス電圧制御が可能となる。同様の
制御形式を採用している例としては、公開特許公報公開
番号平４−１４０７１２号公報に記載の制御回路があ
る。 【０００４】しかし、αパラメータの正負符号変換を行
い、かつマーク率が変動したときにおいてもバイアス電
圧制御を行おうとした時、上記従来の回路を組み合わせ
ただけでは安定したバイアス電圧制御は行えない。これ
は波長分散に起因する分散ペナルティを抑圧するため
に、バイアス電圧をマッハツェンダ半周期電圧Ｖπ
（Ｖ）だけシフトさせることによりαパラメータ正負符
号変換を行うと、発光論理が反転するため制御方向が反
転するだけではなく、入力電気信号のマーク率を基に設
定される制御目標値もマーク率の変動に対して反対の変
化をすることとなり、安定した光出力制御が行えなくな
ってしまうからである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】一般に、変調信号とバ
イアス電圧を異なる導波路に印加するマッハツェンダ型
光強度変調器ではαパラメータ＞０の場合は、（数
１）、（数２）、αパラメータ＜０の場合は（数３）、
（数４）で近似されるＰｏのＤＣ消光特性を有する。こ
こでＶｍは変調信号入力側に印加されるＤＣ電圧、Ｖｂ
は変調信号が印加されるのとは異なる導波路に印加され
るバイアス電圧、ＡはＶｍとＶｂを印加した場合のマッ
ハツェンダ型光強度変調器の最大と最小光出力のレベル
差をそれぞれ示す。 【０００６】 【数１】 【０００７】 【数２】 【０００８】ここで、Ｐｏ；マッハツェンダ型光強度変
調器出力光、Ｖｂ；バイアス電圧、Ａ；マッハツェンダ
型光強度変調器光出力振幅、Ｖｍ；信号入力側ＤＣ電圧
である。 【０００９】更に強度変調光の分岐光モニタ値、すなわ
ち制御対象値である平均光出力検出回路出力値Ｖｍｏは
光出力波形クロスポイント５０％となるバイアス電圧値
から変動していない場合、マーク率変動に対しαパラメ
ータ＞０の場合（数３）、αパラメータ＜０の場合（数
４）に示すように変化する。ここで、ＶｍｏＭＡＸはマ
ーク率＝１の時の平均光出力検出回路出力値Ｖｍｏの
値、Ｂはマーク率が１のときのＶｍｏ値と０の時のＶｍ
ｏ値の電圧差を示す。 【００１０】 【数３】 【００１１】 【数４】【００１２】ここで、Ｖｍｏ；平均光出力検出回路出
力、ＶｍｏＭＡＸ；マーク率＝１の時のＶｍｏ出力、
Ｂ；マーク率＝１，０時のＶｍｏ出力の電圧差である。 【００１３】図３に（数１、数２）、（数３、数４）で
近似されるマッハツェンダ型光強度変調器出力光のＤＣ
消光特性を、図４に（数５）、（数６）で近似される平
均光出力検出回路出力Ｖｍｏの出力特性図をそれぞれ示
す。 【００１４】今従来技術を用いた場合、バイアス電圧の
制御目標値Ｖｒｅｆをマーク率に応じて安定な光出力制
御を行うためＶｒｅｆは（数７）、（数８）に設定され
る。 【００１５】 【数５】 【００１６】ここで、Ｘ；Ｖｒｅｆ調整定数である。 【００１７】しかし、波長分散に起因する分散ペナルテ
ィを抑圧するためバイアス電圧をマッハツェンダ半周期
電圧Ｖπ（Ｖ）だけシフトし、光送信器のαパラメータ
の正負符号変換すなわちαパラメータ＜０とした場合、
光出力波形クロスポイント５０％となる制御対象値平均
出力検出回路出力Ｖｍｏ値は図４に示すようにマーク率
に対する変化の傾きが反転する。このため、制御目標値
がマーク率変動時に光出力波形クロスポイント５０％と
なる値と異なることとなり、バイアス電圧が正しく制御
されず、図５に示すように安定したマッハツェンダ型光
強度変調器出力光制御が行えなくなる。 【００１８】 【課題を解決するための手段】マッハツェンダ型光強度
変調素子８とその光出力を分岐して出力光を検出する受
光器９を内蔵するマッハツェンダ型光強度変調器７と、
マッハツェンダ型光強度変調器７に入力する直流光を発
光する直流光源モジュール６と、マッハツェンダ型光強
度変調器７を駆動し光強度変調を与えるマッハツェンダ
駆動回路４とマッハツェンダ駆動回路の出力振幅を常に
一定値に制御する振幅制御回路５と、該受光器９によ
り、マッハツェンダ型光強度変調器出力光の平均値を検
出する平均光出力検出回路１０と、制御対象である平均
光出力検出回路出力値と制御目標値とを比較してその偏
差を補正するようマッハツェンダ型光強度変調器７に印
加するバイアス圧電値を決定するバイアス電圧制御回路
１１と、該バイアス電圧をマッハツェンダ型光強度変調
器７に印加するバイアス印加回路１４と、伝送信号の発
光論理を反転させ、光送信器のαパラメータの正負符号
を変換するバイアス電圧をバイアス電圧印加回路１４を
介して該マッハツェンダ型光強度変調器７に印加する発
光論理決定電圧選択回路１５と、伝送信号の発光論理が
反転するとともに、バイアス電圧制御出力値の正負制御
方向を自動的に反転させる論理選択回路１２と、マッハ
ツェンダ型光強度変調器７に印加するバイアス電圧の出
力範囲を発光論理決定電圧選択回路出力値を中心にマッ
ハツェンダ反周期電圧Ｖπの±１/２以下に設定したリ
ミット回路１３とからなる光出力強度変調光送信器バイ
アス制御回路において、αパラメータ正負符号を変換し
た場合でもマーク率に応じた制御目標値を設定するため
に、マッハツェンダ駆動回路４の逆相出力より入力電気
信号のマーク率を検出するマーク率検出回路３と、マー
ク率変動時の制御目標値の変化幅を制御対象の変動幅と
合致させる規格化回路２と、αパラメータ正負符号に応
じて変わる制御対象値の変化の傾きと制御目標値の変化
の傾きとを常に合致させる制御目標値選択回路１をマッ
ハツェンダ駆動回路７とバイアス電圧制御回路１１間に
設けたことを特徴とするマーク率変動対応バイアス電圧
制御回路を提供することにより解決できる。 【００１９】 【発明の実施の形態】以下図４と図６を用いて本発明の
動作原理を説明する。 【００２０】直流光源モジュール６により発光された直
流光はマッハツェンダ型光強度変調器７に入射され、振
幅制御回路５により振幅を一定制御されたマッハツェン
ダ駆動回路４から印加される変調信号により光強度変調
を与えられている。 【００２１】該マッハツェンダ型光強度変調器７の上記
光強度変調光の分岐光は受光器９により電圧変換され、
平均光検出回路１０により制御対象値である平均光検出
回路出力Ｖｍｏとしてバイアス電圧制御回路１１に入力
される。バイアス電圧制御回路１１では入力された制御
対象値Ｖｍｏと制御目標値Ｖｒｅｆを比較し、その差を
補正するバイアス電圧を出力する。 【００２２】本光送信器のαパラメータの正負符号を変
換するために、αパラメータの正負符号変換端子から符
号変換命令信号を入力したとき、発光論理決定電圧選択
回路１５によりバイアス電圧印加回路１４を介してバイ
アス電圧Ｖｂの中心値をマッハツェンダ半周期電圧Ｖπ
（Ｖ）だけシフトさせる。これに伴い発光論理が反転し
マッハツェンダ型光強度変調器７のバイアス電圧Ｖｂに
対する光出力の変化の傾きが反転するため、上記平均光
出力回路出力を一定に保つバイアス電圧Ｖｂの正負制御
方向を論理選択回路１２により発光論理に合わせて反転
させる。そして、論理選択回路１２からバイアス電圧印
加回路１４に入力されるバイアス電圧出力範囲を±Ｖπ
／２以下に設定したリミット回路１３により、平均光出
力検出回路出力Ｖｍｏは制御目標値Ｖｒｅｆに安定する
ように発光論理反転前後によらず制御される。 【００２３】そしてマーク率変動時は、振幅制御回路５
にて常に一定の振幅を保っているマッハツェンダ駆動回
路４の逆相出力を用いてマーク率検出回路３を用いて入
力電気信号のマーク率を検出し、その出力値をもとに規
格化回路２によりマーク率変動時に光出力波形クロスポ
イント５０％となる平均光出力検出回路出力Ｖｍｏの変
動時Ｂに規格化する。（数９）に規格化回路出力Ｖ１を
示す。 【００２４】 【数６】 【００２５】ここでＶ１；規格化回路出力である。 【００２６】制御目標値選択回路１では、該規格化回路
出力Ｖ１をαパラメータ正負符号変換信号入力により、 αパラメータ＞０の場合 ＋Ｖ１ αパラメータ＜０の場合 −Ｖ１ と変換し、平均光出力検出回路出力であるＶｍｏ値のマ
ーク率＝１/２の時の値Ｖｍｏ−ＶｍｏＭＡＸ−Ｂ/２と
加算を行う。よって制御目標値Ｖｒｅｆは 【００２７】 【数７】 【００２８】 【数８】 【００２９】よって、α＞０の時 【００３０】 【数９】 【００３１】α＜０の時 【００３２】 【数１０】 【００３３】となり、αパラメータ正負符号変換入力信
号によりαパラメータの正負符号が変わった場合でも、
マーク率に対応した制御対象のＶｍｏ値（数５、６）と
合致する制御目標値を出力する。これにより、αパラメ
ータ正負符号変換時においてもマーク率変動に対応した
安定した制御が可能となる。 【００３４】本発明の実施例としてマッハツェンダ型光
強度変調器７を用いた図６の構成のマーク率変動対応バ
イアス電圧制御回路において、図４に示すマーク率＝１
の時の平均光出力検出回路出力１０の出力値Ｖｍｏｍａ
ｘを２．５Ｖ、マーク率＝０、１時の平均光出力検出回
路１０出力の電圧差Ｂを１．０Ｖとし、マーク率を１/
４〜３/４に変化しαパラメータ正負符号変換を行った
時の光出力波形クロスポイント５０％となる平均光出力
検出回路出力Ｖｍｏ値と、規格化回路２と目標制御値選
択回路１により作成される制御目標値Ｖｒｅｆ、及びそ
の時の１０Ｇｂｉｔ／ｓＮＲＺ疑似ランダムパターンに
よる光出力波形のそれぞれの振舞いについて説明する。 【００３５】αパラメータを正符号すなわち発光論理を
反転しないとき、マーク率を１/４〜３/４に変動させる
と、光出力波形クロスポイントが５０％となるＶｍｏ値
は（数５）より１．７５Ｖ〜２．２５Ｖとなる。この時
の制御目標値Ｖｒｅｆは（数９）より１．７５Ｖ〜２．
２５Ｖに設定され、Ｖｍｏは光出力波形クロスポイント
５０％となる値に制御され安定なバイアス電圧制御が行
われる。この時のＶｍｏ，Ｖｒｅｆ、光波形の振舞いを
図７に示す。 【００３６】今、波長分散に起因する分散ペナルティを
抑圧するために、バイアス電圧を発光論理決定電圧選択
回路１５によりマッハツェンダ半周期電圧Ｖπ（Ｖ）だ
けシフトし、マッハツェンダ型光強度変調器のαパラメ
ータ正負符号変換すなわちαパラメータ＜０としたと
き、マーク率を１/４〜３/４と変動させると光出力波形
クロスポイントが５０％となるＶｍｏ値は（数６）より
２．２５Ｖ〜１．７５Ｖとなり、αパラメータ＞０の時
と比較するとＶｍｏ値の変化の傾きが反転する。 【００３７】この時のＶｒｅｆ値は（数１０）より２．
２５Ｖ〜１．７５Ｖとなり、αパラメータが負符号の時
でも光出力波形クロスポイント５０％となるＶｍｏ値に
制御され安定したバイアス電圧制御が行われる。 【００３８】これは、制御目標値であるＶｒｅｆの変動
幅を規格化回路２によりマーク率変動時における光出力
波形クロスポイント５０％となる平均光出力検出回路出
力値Ｖｍｏ値の変動幅Ｂ（１．０Ｖ）に規格化し、かつ
制御目標値選択回路により制御目標値Ｖｒｅｆの変化の
傾きを制御対象値Ｖｍｏ値の変化の傾きに常に合致する
ようにしているためである。よって制御目標値Ｖｒｅｆ
はマーク率が１/４〜３/４に変動したとき、α＞０の場
合、１．７５〜２．２５Ｖ、α＜０の場合２．２５Ｖ〜
１．７５Ｖと各々光出力波形クロスポイント５０％とな
る制御目標値に設定され、αパラメータ変動時において
もマーク率に対応して安定した制御が可能となる。 【００３９】図８は本発明マーク率変動対応バイアス電
圧制御回路の具体的な構成例を示す図である。本構成例
では、αパラメータの正負符号に関わらず常にマーク率
変動に応じた制御目標値を得るために、オペアンプを用
いたバッファ回路にてマーク率検出回路を、可変抵抗と
オペアンプを組み合わせることによりＶｍｏ変動幅Ｂ
（ｖ）に規格化する規格化回路を、さらにアナログスイ
ッチとオペアンプを用いＶｒｅｆの変化の傾きをＶｍｏ
の傾きに合致させる制御目標値選択回路をそれぞれ作成
した。 【００４０】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば従来
のバイアス電圧制御回路に比べマーク率検出回路３と規
格化回路２と制御目標値選択回路１を用いることによ
り、αパラメータ正負符号変換時においても常に制御目
標値を出力することが可能となり、安定したバイアス電
圧制御が可能となる。 【００４１】また、図８においては構成例の一つを示し
たが、マーク率検出回路部はクランプ回路を用いた構成
でも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のマーク率変動対応バイアス電圧制御回路
構成例を示すブロック図。 【図２】従来のαパラメータ符号変換対応バイアス電圧
制御回路構成例を示すブロック図。 【図３】マッハツェンダ型光強度変調器のＤＣ消光特性
を示す図。 【図４】マーク率変動時に図４に示された消光特性を持
つマッハツェンダ型光強度変調器の出力光を平均光出力
検出回路で受けたときの出力電圧を示す特性図。 【図５】従来回路を用いたときのマーク率変動時の最適
な平均光出力検出回路出力値と制御目標値、及び光出力
波形の振舞いを示した図。 【図６】本発明マーク率変動対応バイアス電圧制御回路
構成例を示すブロック図。 【図７】本発明を用いたときのマーク率変動時の最適な
平均光出力検出回路出力値と制御目標値、及び光出力波
形の振舞いを示した図。 【図８】本発明マーク率変動対応バイアス電圧制御回路
の具体的な構成例を示すブロック図。 【符号の説明】 １…制御目標値選択回路、 ２…規格化回路、 ３
…マーク率検出回路、４…マッハツェンダ駆動回路、５
…振幅制御回路、６…直流光源モジュール、 ７…マ
ッハツェンダ型光強度変調器、８…マッハツェンダ光強
度変調素子、 ９…受光器、１０…平均光
出力検出回路、 １１…バイアス電圧制御回路、１２…
論理選択回路、 １３…リミット回路、１４…バ
イアス電圧印加回路、１５…発光論理決定電圧選択回
路。
構成例を示すブロック図。 【図２】従来のαパラメータ符号変換対応バイアス電圧
制御回路構成例を示すブロック図。 【図３】マッハツェンダ型光強度変調器のＤＣ消光特性
を示す図。 【図４】マーク率変動時に図４に示された消光特性を持
つマッハツェンダ型光強度変調器の出力光を平均光出力
検出回路で受けたときの出力電圧を示す特性図。 【図５】従来回路を用いたときのマーク率変動時の最適
な平均光出力検出回路出力値と制御目標値、及び光出力
波形の振舞いを示した図。 【図６】本発明マーク率変動対応バイアス電圧制御回路
構成例を示すブロック図。 【図７】本発明を用いたときのマーク率変動時の最適な
平均光出力検出回路出力値と制御目標値、及び光出力波
形の振舞いを示した図。 【図８】本発明マーク率変動対応バイアス電圧制御回路
の具体的な構成例を示すブロック図。 【符号の説明】 １…制御目標値選択回路、 ２…規格化回路、 ３
…マーク率検出回路、４…マッハツェンダ駆動回路、５
…振幅制御回路、６…直流光源モジュール、 ７…マ
ッハツェンダ型光強度変調器、８…マッハツェンダ光強
度変調素子、 ９…受光器、１０…平均光
出力検出回路、 １１…バイアス電圧制御回路、１２…
論理選択回路、 １３…リミット回路、１４…バ
イアス電圧印加回路、１５…発光論理決定電圧選択回
路。
─────────────────────────────────────────────────────
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/01
H04B 10/00
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】マッハツェンダ型光強度変調素子とその光
出力を分岐して出力光を検出する受光器を内蔵するマッ
ハツェンダ型光強度変調器と、マッハツェンダ型光強度
変調器に入力する直流光を発光する直流電源モジュール
と、マッハツェンダ型光強度変調器を駆動し光強度変調
を与えるマッハツェンダ駆動回路とマッハツェンダ駆動
回路の出力振幅を常に一定値に制御する振幅制御回路
と、 該受光器により、マッハツェンダ型光強度変調器出力光
の平均値を検出する平均光出力検出回路と、制御対象で
ある平均光出力検出回路出力値と制御目標値とを比較し
てその偏差を補正するようマッハツェンダ型光強度変調
器に印加するバイアス電圧値を決定するバイアス電圧制
御回路と、該バイアス電圧をマッハツェンダ型光強度変
調器に印加するバイアス印加回路と、 伝送信号の発光論理を反転させ、光送信器のαパラメー
タの正負信号を変換するバイアス電圧をバイアス電圧印
加回路を介して該マッハツェンダ型光強度変調器に印加
する発光論理決定電圧選択回路と、伝送信号の発光論理
が反転するとともに、バイアス電圧制御出力値の正負制
御方向を自動的に反転させる論理選択回路と、マッハツ
ェンダ型光強度変調器に印加するバイアス電圧の出力範
囲を発光論理決定電圧選択回路出力値を中心にマッハツ
ェンダ反周期電圧Ｖπの±１/２以下に設定したリミッ
ト回路とからなる光出力強度変調光送信器バイアス制御
回路において、 αパラメータ正負符号を変換した場合でもマーク率に応
じた制御目標値を設定するために、マッハツェンダ駆動
回路の逆相出力より入力電気信号のマーク率を検出する
マーク率検出回路と、マーク率変動時の制御目標値の変
化幅を制御対象の変動幅と合致させる規格化回路と、α
パラメータ正負符号に応じて変わる制御対象値の変化の
傾きと制御目標値の変化の傾きとを常に合致させる制御
目標値選択回路をマッハツェンダ駆動回路とバイアス電
圧制御回路間に設けたことを特徴とするマーク率変動対
応バイアス電圧制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20754997A JP3527832B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | マーク率変動対応バイアス電圧制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20754997A JP3527832B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | マーク率変動対応バイアス電圧制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1152310A JPH1152310A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3527832B2 true JP3527832B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=16541582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20754997A Expired - Fee Related JP3527832B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | マーク率変動対応バイアス電圧制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3527832B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN100460913C (zh) * | 2006-06-30 | 2009-02-11 | 中国石油天然气集团公司 | 光纤安全预警相位控制系统 |
| JP4850767B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2012-01-11 | 三菱電機株式会社 | 分散予等化光送信器 |
| CN105867497B (zh) * | 2016-05-17 | 2017-06-16 | 华中科技大学 | 一种mz调制器偏置电压自适应控制方法 |
-
1997
- 1997-08-01 JP JP20754997A patent/JP3527832B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH1152310A (ja) | 1999-02-26 |
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