JP4323478B2 - 光dqpsk受信機のための位相モニタ装置および位相制御装置、並びにそれらのための方法 - Google Patents
光dqpsk受信機のための位相モニタ装置および位相制御装置、並びにそれらのための方法 Download PDFInfo
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Description
1.位相を変動させると、光S/N比の劣化を引き起こす
2.ピーク検出(上述の最小値の検出)は、調整すべき位相が目標値に調整されているか否かを示すに過ぎない。すなわち、調整すべき位相が目標値よりも大きいのか小さいのかが分からない。
3.ピーク検出信号は、通常、位相誤差に対して2次曲線となるので、位相誤差がゼロに近いと、調整すべき位相に対するピーク検出信号の感度は低下する。
4.位相制御の速度は、変動周波数(上述の周波数f)により制限される。
すなわち、本発明の目的は、位相誤差の大きさだけでなく位相誤差の符号もモニタ可能な光DQPSK受信機のための位相モニタ装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、上記位相制御装置を備えた光DQPSK受信機を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、従来技術の1または複数の制限または課題を解決するための光DQPSK受信機のための位相制御方法を提供することである。
平均化回路は、ローパスフィルタまたは平均化処理を実行するプロセッサであることが好ましい。
(1)新規な位相誤差モニタ装置を使用するので、位相振動を回避できる。この結果、光SN比の劣化または規格違反の発生を回避できる。
(2)位相誤差モニタ装置は、位相誤差の大きさだけでなく位相誤差の符号(目標値に対して大きい側にずれているのか小さい側にずれているのか)も示すことができる。
(3)位相誤差に対する位相誤差信号の微分係数は一定なので、位相誤差制御の精度が向上する。この結果、位相誤差が小さいときであっても位相誤差信号の感度は保障される。
(4)dither-peak-detection方法を使用する必要がないので、位相制御速度は、位相調整のために導入される位相振動の周波数により制限されることがなく、高速な位相ロックが実現される。
(5)位相誤差信号からDC成分を除去できるので、遅延干渉計の位相誤差を精度よく調整できる。この結果、受信特性が向上する。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態の位相制御装置を備えた光DQPSK受信機の構成を示す図である。図1に示すように、光DQPSK受信機は、2つのブランチ(すなわち、Iブランチ102、Qブランチ103)を備える。Iブランチ102には、マッハツェンダ干渉計104、バランスド光検出器110、データ再生回路111、位相制御装置112が設けられている。同様に、Qブランチ103には、マッハツェンダ干渉計107、バランスド光検出器113、データ再生回路114、位相制御装置115が設けられている。各干渉計104/107の上側アームには、それぞれ、光遅延要素105/108が設けられている。遅延時間は、光DQPSKシステムにおける1シンボル時間である。光DQPSKシステムにおいては、1シンボル時間は、データのビットレートの逆数の2倍に相当する。各干渉計104/107の下側アームには、それぞれ、移相要素106/109が設けられている。Iブランチに設けられている移相要素106の位相量(すなわち、移相量)は「π/4」である。Qブランチに設けられている移相要素109の位相量(すなわち、移相量)は「−π/4」である。これらの位相は、位相制御装置112/115による制御対象である。
光DQPSKの変調信号(s(t))101は、図1に示すように、下式で表すことができる。
s(t) = A(t)exp(φn)exp(jωt)
ここで、「A(t)」は、1シンボルに相当するパルス波形を表す。「φn」は、n番目のシンボルの位相を表す。「ω」は、光搬送波の角周波数を表す。「φn」は、π/4、3π/4、5π/4、7π/4、の4値のうちのいずれか1つを取り得る。
A2(t)cos(Δφ+π/4+δI)
また、Qブランチにおいて、バランスド光検出器113から出力される信号128は、下式で表すことができる。
A2(t)cos(Δφ−π/4+δQ)
ここで、「Δφ」は、互いに隣接する2つのシンボル間の位相差を表す。「δI」は、Iブランチにおける移相要素106の位相誤差を表し、「δQ」は、Qブランチにおける移相要素109の位相誤差を表す。
ミキサ116には、信号124および信号129が入力される。よって、ミキサ116の出力126は、下式で表される。
A2(t)cos(Δφ+π/4 +δI) cos(Δφ−π/4)
=A2(t)cos(Δφ+π/4 +δI) sin(Δφ+π/4)
=A2(t)cos(Δφ+π/4) sin(Δφ+π/4) cos(δI)−A2(t)sin2(Δφ+π/4)sin(δI)
ここで、位相差Δφは、0、π/2、π、3π/2に均等に分布するので、上記の数式の第1項は、平均化部117により除去される。また、上記数式の第2項は、位相差Δφにかかわらず、平均化部117の前段において「−A2(t)sin(δI)/2」である。したがって、「A2(t)」は、平均化部117により平均化されると、伝送される情報と関係のないある値を持った定数になる。よって、平均化部117から出力される信号127は「−sin(δI)」に比例する。尚、位相誤差が小さければ、信号127は、「−δI」に近似できる。
ミキサ120には、信号125および信号128が入力される。よって、ミキサ120の出力130は、下式で表される。
A2(t)cos(Δφ−π/4 +δQ) cos(Δφ+π/4)
=−A2(t)cos(Δφ−π/4 +δQ) sin(Δφ−π/4)
=−A2(t)cos(Δφ−π/4) sin(Δφ−π/4) cos(δQ)+A2(t)sin2(Δφ−π/4)sin(δQ)
ここで、位相差Δφは、0、π/2、π、3π/2に均等に分布するので、上記の数式の第1項は、平均化部121により除去される。また、上記数式の第2項は、位相差Δφにかかわらず、平均化部121の前段において「A2(t)sin(δQ)/2」である。したがって、「A2(t)」は、平均化部121により平均化されると、伝送される情報と関係のないある値を持った定数になる。よって、平均化部121から出力される信号131は「sin(δQ)」に比例する。尚、位相誤差が小さければ、信号131は、「δQ」に近似できる。
<第2の実施形態>
図2を参照しながら本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、基本的には、第1の実施形態と同じである。ただし、第2の実施形態の光DQPSK受信機は、Iブランチの位相制御装置において、平均化部117と位相調整部119との間に直列的に非反転増幅器(G(>0))118が接続されており、また、Qブランチの位相制御装置において、反転回路122が反転増幅器(−G)により構成されている。
<第3の実施形態>
図3を参照しながら本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、基本的には、第1の実施形態と同じである。ただし、第3の実施形態の光DQPSK受信機は、Iブランチの位相制御装置において、平均化部117と位相調整部119との間に直列的に反転回路122’が接続されており、また、Qブランチの位相制御装置は反転回路122を備えていない。更に、位相調整部119’/123’は、位相調整信号が「正」であるときに対応する移相要素の位相量を減らし、位相調整信号が「負」であるときに対応する移相要素の位相量を増やす。なお、位相調整部119’/123’は、位相調整信号がゼロであるときは、位相調整部119/123と同様に、移相要素を調整する動作を行わない。
<第1〜第3の実施形態のバリエーション>
本発明は、上述の記載に限定されるものではなく、当業者が思いつく様々な設計変更およびバリエーションも含む。例えば、ミキサと平均化部との間に直列的に増幅器を接続してもよい。また、IブランチおよびQブランチにそれぞれ異なる利得を持った増幅器を設けるようにしてもよい。さらに、上述の実施形態においてはIブランチおよびQブランチに同じ位相調整部が設けられているが、互いに異なる位相調整部を設けるようにしてもよい。互いに異なる2つの位相調整部を設ける場合、一方のブランチにおいては、位相調整部への入力信号が「正」であったときに対応する干渉計の移相要素の位相量を増加させ、他方のブランチにおいては、位相調整部への入力信号が「正」であったときに対応する干渉計の移相要素の位相量を減少させる。
<具体的な実施例>
図5は、本発明の光DQPSK受信機の具体的な実施例の構成を示す図である。以下では、IブランチまたはQブランチの一方をAブランチと呼び、IブランチまたはQブランチの他方をBブランチと呼ぶことにする。
組合せパターン1:Aアームの位相=45度、Bアームの位相=−45度
組合せパターン2:Aアームの位相=−135度、Bアームの位相=−45度
組合せパターン3:Aアームの位相=−135度、Bアームの位相=135度
組合せパターン4:Aアームの位相=45度、Bアームの位相=135度
組合せパターン5:Aアームの位相=−45度、Bアームの位相=−135度
組合せパターン6:Aアームの位相=135度、Bアームの位相=−135度
組合せパターン7:Aアームの位相=−45度、Bアームの位相=45度
組合せパターン8:Aアームの位相=135度、Bアームの位相=45度
なお、組合せパターンによっては、識別回路17a、17bによりそれぞれ識別されるデータ(0/1)が変わることがある。ただし、識別回路17a、17bの出力データから送信データを再生する処理を適切に変更すれば、送信データを正しく再生することができる。したがって、上述の実施例では、Aブランチの位相目標値が「π/4」であり且つBブランチの位相目標値が「−π/4」であるが、本発明はこの組合せに限定されるものではない。
実施形態の位相モニタ装置は、ローパスフィルタ14、20とミキサ15との間にスイッチ回路32を備える。スイッチ回路32は、後で詳しく説明するが、マイクロコントローラ23からの指示に従ってローパスフィルタ14、20の出力信号の極性を制御する。なお、サンプルアンドホールド回路31は、マイクロコントローラ23により生成されるトリガ信号のタイミングで、入力信号を保持する。ここで、トリガ信号は、スイッチ回路32に与えられる指示に同期している。マイクロコントローラ23は、A/D変換器22の出力信号に対して所定の演算を実行することにより位相モニタ信号を生成する。
状態1:ローパフィルタ14の出力信号がそのままミキサ15に与えられ、ローパフィルタ20の出力信号もそのままミキサ15に与えられる
状態2:ローパフィルタ14の出力信号が極性反転してミキサ15に与えられ、ローパフィルタ20の出力信号がそのままミキサ15に与えられる
状態3:ローパフィルタ14の出力信号が極性反転してミキサ15に与えられ、ローパフィルタ20の出力信号も反転極性してミキサ15に与えられる
状態4:ローパフィルタ14の出力信号がそのままミキサ15に与えられ、ローパフィルタ20の出力信号が極性反転してミキサ15に与えられる
状態1〜状態4のときのミキサ15の出力信号W1〜W4は、それぞれ以下の通りである。
W1=DCOUT +(A1−A2+DCA)×(B1−B2+DCB)
W2=DCOUT +(A2−A1+DCA)×(B1−B2+DCB)
W3=DCOUT +(A2−A1+DCA)×(B2−B1+DCB)
W4=DCOUT +(A1−A2+DCA)×(B2−B1+DCB)
そして、マイクロコントローラ23は、このようにして得られる出力信号W1〜W4を利用して下記の演算を実行することにより、位相モニタ信号を生成する。
位相モニタ信号=W1−W2+W3−W4=4(A1−A2)(A3−A4)
上記演算において、「A1−A2」はローパスフィルタ14の出力信号の電圧であり、「B1−B2」はローパスフィルタ20の出力信号の電圧である。したがって、上記演算により、DC成分(DCA、DCB、DCOUT)が除去された位相モニタ信号が得られる。
W1=DCOUT +(A1−A2+DCA)×(B1−B2+DCB)
状態2:Aスイッチ信号を「OFF」に設定し、Bスイッチ信号を「ON」に設定する。この場合、ローパスフィルタ14の出力信号はその極性が反転した状態でミキサ15に与えられ、ローパスフィルタ20の出力信号はそのままミキサ15に与えられる。よって、ミキサ15の出力W2は、下記の通りである。
W2=DCOUT +(A2−A1+DCA)×(B1−B2+DCB)
状態3:Aスイッチ信号およびBスイッチ信号を「OFF」に設定する。この場合、ローパスフィルタ14、20の出力信号は、それぞれ、その極性が反転した状態でミキサ15に与えられる。よって、ミキサ15の出力W3は、下記の通りである。
W3=DCOUT +(A2−A1+DCA)×(B2−B1+DCB)
状態4:Aスイッチ信号を「ON」に設定し、Bスイッチ信号を「OFF」に設定する。この場合、ローパスフィルタ14の出力信号はそのままミキサ15に与えられ、ローパスフィルタ20の出力信号は極性が反転した状態でミキサ15に与えられる。よって、ミキサ15の出力W4は、下記の通りである。
W4=DCOUT +(A1−A2+DCA)×(B2−B1+DCB)
マイクロコントローラ23は、上述の状態1〜状態4それぞれに対してトリガ信号を生成する。また、サンプルアンドホールド回路31は、トリガ信号が与えられる毎に、ミキサ15の出力信号を保持する。これにより、マイクロコントローラ23は、信号W1〜W4を受け取る。そして、マイクロコントローラ23は、上述した演算により、信号W1〜W4から位相モニタ信号を生成する。
それぞれ干渉計、バランスド光検出器、データ再生回路を備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において、一方のブランチの位相誤差をモニタする位相モニタ装置であって、
当該ブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号と他方のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号とを掛合わせるミキサと、
前記ミキサの後段に設けられ、そのミキサからの出力信号を平均化する平均化回路、
を有することを特徴とする光DQPSK受信機のための位相モニタ装置。
前記平均化回路は、ローパスフィルタまたは平均化処理を実行するプロセッサである、
ことを特徴とする付記1に記載の光DQPSK受信機のための位相モニタ装置。
前記ミキサは、アナログミキサ、または、A/D変換器とそのA/D変換器の後段に設けられるプロセッサとの組合せである、
ことを特徴とする付記1に記載の光DQPSK受信機のための位相モニタ装置。
前記ミキサと前記平均化回路との間に増幅器が設けられる、
ことを特徴とする付記1〜3のいずれか1つの付記に記載の光DQPSK受信機のための位相モニタ装置。
前記当該ブランチのデータ再生回路の前段から前記ミキサへの信号をフィルタリングする第1のローパスフィルタ、
前記他方のブランチのデータ再生回路の後段から前記ミキサへの信号をフィルタリングする第2のローパスフィルタ、
をさらに有することを特徴とする付記1〜3のいずれか1つの付記に記載の光DQPSK受信機のための位相モニタ装置。
それぞれ干渉計、バランスド光検出器、データ再生回路を備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において使用される位相制御装置であって、
前記第1のブランチのために設けられる第1の位相制御部と、
前記第2のブランチのために設けられる第2の位相制御部、を有し、
前記第1の位相制御部は、第1の位相モニタ部およびその第1の位相モニタ部の後段に設けられる第1の位相調整部を備え、
前記第2の位相制御部は、第2の位相モニタ部、その第2の位相モニタ部の後段に設けられる反転部、およびその反転部の後段に設けられる第2の位相調整部を備え、
前記第1の位相モニタ部は、前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第1の位相誤差信号を生成し、
前記第2の位相モニタ部は、前記第2のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第1のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第2の位相誤差信号を生成し、
前記反転部は、前記第2の位相誤差信号に基づいて位相調整信号を生成し、
前記第1および第2の位相調整部は、それぞれ、前記第1の位相誤差信号および前記位相調整信号に基づいて前記第1および第2のブランチの干渉計の位相を調整する、
ことを特徴とする光DQPSK受信機のための位相制御装置。
前記第1および第2の位相モニタ部は、それぞれ、ミキサおよびその後段に設けられる平均化回路を含む、
ことを特徴とする付記6に記載の光DQPSK受信機のための位相制御装置。
前記平均化回路は、ローパスフィルタまたは平均化処理を実行するプロセッサである、
ことを特徴とする付記7に記載の光DQPSK受信機のための位相制御装置。
前記ミキサは、アナログミキサ、または、A/D変換器とそのA/D変換器の後段に設けられるプロセッサとの組合せである、
ことを特徴とする付記7に記載の光DQPSK受信機のための位相制御装置。
前記第1および第2の位相モニタ部は、それぞれ、
対応するブランチのデータ再生回路の前段から当該位相モニタ部内のミキサへの信号をフィルタリングする第1のローパスフィルタ、
他方のブランチのデータ再生回路の後段から当該位相モニタ部内のミキサへの信号をフィルタリングする第2のローパスフィルタ、を有する、
ことを特徴とする付記7〜9のいずれか1つの付記に記載の光DQPSK受信機のための位相制御装置。
前記第1のブランチおよび第2のブランチはそれぞれ光DQPSK受信機のIブランチおよびQブランチであり、
前記反転部はインバータ回路であり、
前記第1および第2の位相調整部は、入力信号の符号が正であれば対応するブランチの干渉計の位相差を増加させ、入力信号の符号が負であれば対応するブランチの干渉計の位相差を減少させる、
ことを特徴とする付記6〜9のいずれか1つの付記に記載の光DQPSK受信機のための位相制御装置。
前記第1の位相制御部において、前記第1の位相モニタ部と前記第1の位相調整部との間、または、前記第1の位相モニタ部内のミキサと平均化回路との間、の少なくとも一方に増幅器が設けられ、
前記第2の位相制御部において、前記第2の位相モニタ部と前記第2の位相調整部との間、または、前記第2の位相モニタ部内のミキサと平均化回路との間、の少なくとも一方に増幅器が設けられる、
ことを特徴とする付記11に記載の光DQPSK受信機のための位相制御装置。
前記第1のブランチおよび第2のブランチはそれぞれ光DQPSK受信機のQブランチおよびIブランチであり、
前記反転部はインバータ回路であり、
前記第1および第2の位相調整部は、入力信号の符号が負であれば対応するブランチの干渉計の位相差を増加させ、入力信号の符号が正であれば対応するブランチの干渉計の位相差を減少させる、
ことを特徴とする付記6〜9のいずれか1つの付記に記載の光DQPSK受信機のための位相制御装置。
前記第1の位相制御部において、前記第1の位相モニタ部と前記第1の位相調整部との間、または、前記第1の位相モニタ部内のミキサと平均化回路との間、の少なくとも一方に増幅器が設けられ、
前記第2の位相制御部において、前記第2の位相モニタ部と前記第2の位相調整部との間、または、前記第2の位相モニタ部内のミキサと平均化回路との間、の少なくとも一方に増幅器が設けられる、
ことを特徴とする付記13に記載の光DQPSK受信機のための位相制御装置。
それぞれ干渉計、バランスド光検出器、データ再生回路を備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において使用される位相制御装置であって、
前記第1のブランチのために設けられる第1の位相制御部と、
前記第2のブランチのために設けられる第2の位相制御部、を有し、
前記第1の位相制御部は、第1の位相モニタ部およびその第1の位相モニタ部の後段に設けられる第1の位相調整部を備え、
前記第2の位相制御部は、第2の位相モニタ部およびその第2の位相モニタ部の後段に設けられる第2の位相調整部を備え、
前記第1の位相モニタ部は、前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第1の位相誤差信号を生成し、
前記第2の位相モニタ部は、前記第2のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第1のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第2の位相誤差信号を生成し、
前記第1の位相調整部は、入力信号の符号が正であれば対応する第1のブランチの干渉計の位相差を増加させ、入力信号の符号が負であれば第1のブランチの干渉計の位相差を減少させ、
前記第2の位相調整部は、入力信号の符号が正であれば対応する第2のブランチの干渉計の位相差を減少させ、入力信号の符号が負であれば第2のブランチの干渉計の位相差を増加させる、
ことを特徴とする光DQPSK受信機のための位相制御装置。
前記第1および第2の位相モニタ部は、それぞれ、ミキサおよびその後段に設けられる平均化回路を含む、
ことを特徴とする付記15に記載の光DQPSK受信機のための位相制御装置。
前記第1および第2の位相モニタ部は、それぞれ、
対応するブランチのデータ再生回路の前段から当該位相モニタ部内のミキサへの信号をフィルタリングする第1のローパスフィルタ、
他方のブランチのデータ再生回路の後段から当該位相モニタ部内のミキサへの信号をフィルタリングする第2のローパスフィルタ、を有する
ことを特徴とする付記16に記載の光DQPSK受信機のための位相制御装置。
前記第1の位相制御部において、前記第1の位相モニタ部と前記第1の位相調整部との間、または、前記第1の位相モニタ部内のミキサと平均化回路との間、の少なくとも一方に増幅器が設けられ、
前記第2の位相制御部において、前記第2の位相モニタ部と前記第2の位相調整部との間、または、前記第2の位相モニタ部内のミキサと平均化回路との間、の少なくとも一方に増幅器が設けられる、
ことを特徴とする付記16または17に記載の光DQPSK受信機のための位相制御装置。
第1の干渉計、第1のバランスド光検出器、第1のデータ再生回路、第1の位相制御装置を備えた第1のブランチ、および第2の干渉計、第2のバランスド光検出器、第2のデータ再生回路、第2の位相制御装置を備えた第2のブランチを含む光DQPSK受信機であって、
前記第1の位相制御装置は、第1の位相モニタ部およびその第1の位相モニタ部の後段に設けられる第1の位相調整部を備え、
前記第2の位相制御装置は、第2の位相モニタ部、その第2の位相モニタ部の後段に設けられる反転部、およびその反転部の後段に設けられる第2の位相調整部を備え、
前記第1の位相モニタ部は、前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第1の位相誤差信号を生成し、
前記第2の位相モニタ部は、前記第2のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第1のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第2の位相誤差信号を生成し、
前記反転部は、前記第2の位相誤差信号に基づいて位相調整信号を生成し、
前記第1および第2の位相調整部は、それぞれ、前記第1の位相誤差信号および前記位相調整信号に基づいて前記第1および第2のブランチの干渉計の位相差を調整する、
ことを特徴とする光DQPSK受信機。
前記第1および第2の位相モニタ部は、それぞれ、ミキサおよびその後段に設けられる平均化回路を含む、
ことを特徴とする付記19に記載の光DQPSK受信機。
前記平均化回路は、ローパスフィルタまたは平均化処理を実行するプロセッサである、
ことを特徴とする付記20に記載の光DQPSK受信機。
前記ミキサは、アナログミキサ、または、A/D変換器とそのA/D変換器の後段に設けられるプロセッサとの組合せである、
ことを特徴とする付記20に記載の光DQPSK受信機。
前記第1および第2の位相モニタ部は、それぞれ、
対応するブランチのデータ再生回路の前段から当該位相モニタ部内のミキサへの信号をフィルタリングするする第1のローパスフィルタ、
他方のブランチのデータ再生回路の後段から当該位相モニタ部内のミキサへの信号をフィルタリングする第2のローパスフィルタ、を有する、
ことを特徴とする付記20に記載の光DQPSK受信機。
前記第1のブランチおよび第2のブランチはそれぞれ光DQPSK受信機のIブランチおよびQブランチであり、
前記反転部はインバータ回路であり、
前記第1および第2の位相調整部は、入力信号の符号が正であれば対応するブランチの干渉計の位相差を増加させ、入力信号の符号が負であれば対応するブランチの干渉計の位相差を減少させる、
ことを特徴とする付記19〜23のいずれか1つの付記に記載の光DQPSK受信機。
前記第1のブランチおよび第2のブランチはそれぞれ光DQPSK受信機のQブランチおよびIブランチであり、
前記反転部はインバータ回路であり、
前記第1および第2の位相調整部は、入力信号の符号が負であれば対応するブランチの干渉計の位相差を増加させ、入力信号の符号が正であれば対応するブランチの干渉計の位相差を減少させる、
ことを特徴とする付記19〜23のいずれか1つの付記に記載の光DQPSK受信機。
第1の干渉計、第1のバランスド光検出器、第1のデータ再生回路、第1の位相制御装置を備えた第1のブランチ、および第2の干渉計、第2のバランスド光検出器、第2のデータ再生回路、第2の位相制御装置を備えた第2のブランチを含む光DQPSK受信機であって、
前記第1の位相制御装置は、第1の位相モニタ部およびその第1の位相モニタ部の後段に設けられる第1の位相調整部を備え、
前記第2の位相制御装置は、第2の位相モニタ部およびその第2の位相モニタ部の後段に設けられる第2の位相調整部を備え、
前記第1の位相モニタ部は、前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第1の位相誤差信号を生成し、
前記第2の位相モニタ部は、前記第2のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第1のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第2の位相誤差信号を生成し、
前記第1の位相調整部は、入力信号の符号が正であれば対応する第1のブランチの干渉計の位相差を増加させ、入力信号の符号が負であれば第1のブランチの干渉計の位相差を減少させ、
前記第2の位相調整部は、入力信号の符号が正であれば対応する第2のブランチの干渉計の位相差を減少させ、入力信号の符号が負であれば第2のブランチの干渉計の位相差を増加させる、
ことを特徴とする光DQPSK受信機。
前記第1および第2の位相モニタ部は、それぞれ、ミキサおよびその後段に設けられる平均化回路を含む、
ことを特徴とする付記26に記載の光DQPSK受信機。
前記平均化回路は、ローパスフィルタまたは平均化処理を実行するプロセッサである、
ことを特徴とする付記27に記載の光DQPSK受信機。
前記ミキサは、アナログミキサ、または、A/D変換器とそのA/D変換器の後段に設けられるプロセッサとの組合せである、
ことを特徴とする付記27に記載の光DQPSK受信機。
前記第1および第2の位相モニタ部は、それぞれ、
対応するブランチのデータ再生回路の前段から当該位相モニタ部内のミキサへの信号をフィルタリングする第1のローパスフィルタ、
他方のブランチのデータ再生回路の後段から当該位相モニタ部内のミキサへの信号をフィルタリングする第2のローパスフィルタ、を有する
ことを特徴とする付記27〜29のいずれか1つの付記に記載の光DQPSK受信機。
それぞれ干渉計、バランスド光検出器、データ再生回路を備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において、一方のブランチの位相誤差をモニタする位相モニタ方法であって、
当該ブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号と他方のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号とを掛合わせ、
上記掛合せにより得られる信号を平均化する、
ことを特徴とする光DQPSK受信機のための位相モニタ方法。
前記掛合せの前に、前記当該ブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記他方のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号の高周波成分を除去する、
ことを特徴とする付記31に記載の光DQPSK受信機のための位相モニタ方法。
それぞれ干渉計、バランスド光検出器、データ再生回路を備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において使用される位相制御方法であって、
前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第1の位相誤差信号を生成し、
前記第1の位相誤差信号に基づいて前記第1のブランチの干渉計の位相差を調整し、
前記第2のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第1のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第2の位相誤差信号を生成し、
前記第2の位相誤差信号に基づいて前記第2のブランチの干渉計の位相差を調整する、
ことを特徴とする光DQPSK受信機のための位相制御方法。
前記第1の位相誤差信号は、前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号と前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号を掛合わせ、その掛合せにより得られる信号を平均化することで生成される、
ことを特徴とする付記33に記載の光DQPSK受信機のための位相制御方法。
前記第1のブランチおよび第2のブランチはそれぞれ光DQPSK受信機のIブランチおよびQブランチであり、
前記第1のブランチにおいて、前記第1の位相誤差信号の符号が正であれば第1のブランチの干渉計の位相差を増加させ、前記第1の位相誤差信号の符号が負であれば第1のブランチの干渉計の位相差を減少させる調整を行い、
前記第2のブランチにおいて、前記第2の位相誤差信号の符号が正であれば対応する第2のブランチの干渉計の位相差を減少させ、前記第2の位相誤差信号の符号が負であれば第2のブランチの干渉計の位相差を増加させる調整を行う、
ことを特徴とする付記33または34に記載の光DQPSK受信機のための位相制御方法。
移相要素を備える遅延干渉計、その遅延干渉計の出力光を検出する光検出器、その光検出器の出力信号からデータを再生するデータ再生回路をそれぞれ備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において、前記第1のブランチに設けられている遅延干渉計の移相要素の位相誤差をモニタする位相モニタ装置であって、
前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる第1の信号の極性を制御する第1の極性制御手段と、
前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる第2の信号の極性を制御する第2の極性制御手段と、
前記第1の極性制御手段により極性が制御された第1の信号と前記第2の極性制御手段により極性が制御された第2の信号とを掛合わせるミキサと、
前記ミキサの出力信号を平均化する平均化回路と、
前記第1および第2の信号の極性の組合せに応じて前記平均化回路から得られる複数の値に基づいて前記位相誤差を算出する演算手段、
を有することを特徴とする光DQPSK受信機のための位相モニタ装置。
前記演算手段は、前記第1の信号が第1の極性に制御され且つ前記第2の信号が第1の極性に制御されたときに前記平均化回路から得られる第1の値、前記第1の信号が第2の極性に制御され且つ前記第2の信号が第1の極性に制御されたときに前記平均化回路から得られる第2の値、前記第1の信号が第2の極性に制御され且つ前記第2の信号が第2の極性に制御されたときに前記平均化回路から得られる第3の値、前記第1の信号が第1の極性に制御され且つ前記第2の信号が第2の極性に制御されたときに前記平均化回路から得られる第4の値に基づいて前記位相誤差を算出する
ことを特徴とする付記36に記載の光DQPSK受信機のための位相モニタ装置。
前記演算手段は、前記第1の値と前記第3の値との和から前記第2の値および前記第4の値を差し引いた結果を前記位相誤差として出力する
ことを特徴とする付記37に記載の光DQPSK受信機のための位相モニタ装置。
移相要素を備える遅延干渉計、その遅延干渉計の出力光を検出する光検出器、その光検出器の出力信号からデータを再生するデータ再生回路をそれぞれ備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において、前記第1のブランチに設けられている遅延干渉計の移相要素の位相誤差をモニタする位相モニタ方法であって、
前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる第1の信号および前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる第2の信号の極性を制御し、
前記極性が制御された第1の信号と前記極性が制御された第2の信号とを掛合わせ、
掛合せにより得られる信号を平均化し、
前記第1および第2の信号の極性の組合せに応じて得られる複数の平均化された値に基づいて前記位相誤差を算出する、
ことを特徴とする光DQPSK受信機のための位相モニタ方法。
12a、12b 受光回路(Twin−PD)
15a、15b ミキサ
17a、17b 識別回路
21a、21b ローパスフィルタ
23a、23b マイクロコントローラ
25a、25b ヒータ
102 Iブランチ
103 Qブランチ
104、107 干渉計
105、108 光遅延要素
106 移相要素(π/4)
109 移相要素(−π/4)
110、113 バランスド光検出器
111、114 データ再生回路
112、115 位相制御装置
116、120 ミキサ
117、121 平均化部
118 非反転増幅器
119、123、119’、123’ 位相調整部
122、122’ 反転回路(反転増幅器)
Claims (10)
- それぞれ干渉計、バランスド光検出器、データ再生回路を備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において、一方のブランチの位相誤差をモニタする位相モニタ装置であって、
当該ブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号と他方のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号とを掛合わせるミキサと、
前記ミキサの後段に設けられ、そのミキサからの出力信号を平均化する平均化回路、
を有することを特徴とする光DQPSK受信機のための位相モニタ装置。 - それぞれ干渉計、バランスド光検出器、データ再生回路を備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において使用される位相制御装置であって、
前記第1のブランチのために設けられる第1の位相制御部と、
前記第2のブランチのために設けられる第2の位相制御部、を有し、
前記第1の位相制御部は、第1の位相モニタ部およびその第1の位相モニタ部の後段に設けられる第1の位相調整部を備え、
前記第2の位相制御部は、第2の位相モニタ部、その第2の位相モニタ部の後段に設けられる反転部、およびその反転部の後段に設けられる第2の位相調整部を備え、
前記第1の位相モニタ部は、前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第1の位相誤差信号を生成し、
前記第2の位相モニタ部は、前記第2のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第1のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第2の位相誤差信号を生成し、
前記反転部は、前記第2の位相誤差信号に基づいて位相調整信号を生成し、
前記第1および第2の位相調整部は、それぞれ、前記第1の位相誤差信号および前記位相調整信号に基づいて前記第1および第2のブランチの干渉計の位相差を調整する、
ことを特徴とする光DQPSK受信機のための位相制御装置。 - それぞれ干渉計、バランスド光検出器、データ再生回路を備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において使用される位相制御装置であって、
前記第1のブランチのために設けられる第1の位相制御部と、
前記第2のブランチのために設けられる第2の位相制御部、を有し、
前記第1の位相制御部は、第1の位相モニタ部およびその第1の位相モニタ部の後段に設けられる第1の位相調整部を備え、
前記第2の位相制御部は、第2の位相モニタ部およびその第2の位相モニタ部の後段に設けられる第2の位相調整部を備え、
前記第1の位相モニタ部は、前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第1の位相誤差信号を生成し、
前記第2の位相モニタ部は、前記第2のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第1のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第2の位相誤差信号を生成し、
前記第1の位相調整部は、入力信号の符号が正であれば対応する第1のブランチの干渉計の位相差を増加させ、入力信号の符号が負であれば第1のブランチの干渉計の位相差を減少させ、
前記第2の位相調整部は、入力信号の符号が正であれば対応する第2のブランチの干渉計の位相差を減少させ、入力信号の符号が負であれば第2のブランチの干渉計の位相差を増加させる、
ことを特徴とする光DQPSK受信機のための位相制御装置。 - 第1の干渉計、第1のバランスド光検出器、第1のデータ再生回路、第1の位相制御装置を備えた第1のブランチ、および第2の干渉計、第2のバランスド光検出器、第2のデータ再生回路、第2の位相制御装置を備えた第2のブランチを含む光DQPSK受信機であって、
前記第1の位相制御装置は、第1の位相モニタ部およびその第1の位相モニタ部の後段に設けられる第1の位相調整部を備え、
前記第2の位相制御装置は、第2の位相モニタ部、その第2の位相モニタ部の後段に設けられる反転部、およびその反転部の後段に設けられる第2の位相調整部を備え、
前記第1の位相モニタ部は、前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第1の位相誤差信号を生成し、
前記第2の位相モニタ部は、前記第2のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第1のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第2の位相誤差信号を生成し、
前記反転部は、前記第2の位相誤差信号に基づいて位相調整信号を生成し、
前記第1および第2の位相調整部は、それぞれ、前記第1の位相誤差信号および前記位相調整信号に基づいて前記第1および第2のブランチの干渉計の位相差を調整する、
ことを特徴とする光DQPSK受信機。 - 第1の干渉計、第1のバランスド光検出器、第1のデータ再生回路、第1の位相制御装置を備えた第1のブランチ、および第2の干渉計、第2のバランスド光検出器、第2のデータ再生回路、第2の位相制御装置を備えた第2のブランチを含む光DQPSK受信機であって、
前記第1の位相制御装置は、第1の位相モニタ部およびその第1の位相モニタ部の後段に設けられる第1の位相調整部を備え、
前記第2の位相制御装置は、第2の位相モニタ部およびその第2の位相モニタ部の後段に設けられる第2の位相調整部を備え、
前記第1の位相モニタ部は、前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第1の位相誤差信号を生成し、
前記第2の位相モニタ部は、前記第2のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第1のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第2の位相誤差信号を生成し、
前記第1の位相調整部は、入力信号の符号が正であれば対応する第1のブランチの干渉計の位相差を増加させ、入力信号の符号が負であれば第1のブランチの干渉計の位相差を減少させ、
前記第2の位相調整部は、入力信号の符号が正であれば対応する第2のブランチの干渉計の位相差を減少させ、入力信号の符号が負であれば第2のブランチの干渉計の位相差を増加させる、
ことを特徴とする光DQPSK受信機。 - それぞれ干渉計、バランスド光検出器、データ再生回路を備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において、一方のブランチの位相誤差をモニタする位相モニタ方法であって、
当該ブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号と他方のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号とを掛合わせ、
上記掛合せにより得られる信号を平均化する、
ことを特徴とする光DQPSK受信機のための位相モニタ方法。 - それぞれ干渉計、バランスド光検出器、データ再生回路を備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において使用される位相制御方法であって、
前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第1の位相誤差信号を生成し、
前記第1の位相誤差信号に基づいて前記第1のブランチの干渉計の位相差を調整し、
前記第2のブランチのデータ再生回路の前段から得られる信号および前記第1のブランチのデータ再生回路の後段から得られる信号に基づいて、符号を持った第2の位相誤差信号を生成し、
前記第2の位相誤差信号に基づいて前記第2のブランチの干渉計の位相差を調整する、
ことを特徴とする光DQPSK受信機のための位相制御方法。 - 移相要素を備える遅延干渉計、その遅延干渉計の出力光を検出する光検出器、その光検出器の出力信号からデータを再生するデータ再生回路をそれぞれ備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において、前記第1のブランチに設けられている遅延干渉計の移相要素の位相誤差をモニタする位相モニタ装置であって、
前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる第1の信号の極性を制御する第1の極性制御手段と、
前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる第2の信号の極性を制御する第2の極性制御手段と、
前記第1の極性制御手段により極性が制御された第1の信号と前記第2の極性制御手段により極性が制御された第2の信号とを掛合わせるミキサと、
前記ミキサの出力信号を平均化する平均化回路と、
前記第1および第2の信号の極性の組合せに応じて前記平均化回路から得られる複数の値に基づいて前記位相誤差を算出する演算手段、
を有することを特徴とする光DQPSK受信機のための位相モニタ装置。 - 前記演算手段は、前記第1の信号が第1の極性に制御され且つ前記第2の信号が第1の極性に制御されたときに前記平均化回路から得られる第1の値、前記第1の信号が第2の極性に制御され且つ前記第2の信号が第1の極性に制御されたときに前記平均化回路から得られる第2の値、前記第1の信号が第2の極性に制御され且つ前記第2の信号が第2の極性に制御されたときに前記平均化回路から得られる第3の値、前記第1の信号が第1の極性に制御され且つ前記第2の信号が第2の極性に制御されたときに前記平均化回路から得られる第4の値に基づいて前記位相誤差を算出する
ことを特徴とする付記36に記載の光DQPSK受信機のための位相モニタ装置。 - 移相要素を備える遅延干渉計、その遅延干渉計の出力光を検出する光検出器、その光検出器の出力信号からデータを再生するデータ再生回路をそれぞれ備えた第1のブランチおよび第2のブランチを有する光DQPSK受信機において、前記第1のブランチに設けられている遅延干渉計の移相要素の位相誤差をモニタする位相モニタ方法であって、
前記第1のブランチのデータ再生回路の前段から得られる第1の信号および前記第2のブランチのデータ再生回路の後段から得られる第2の信号の極性を制御し、
前記極性が制御された第1の信号と前記極性が制御された第2の信号とを掛合わせ、
掛合せにより得られる信号を平均化し、
前記第1および第2の信号の極性の組合せに応じて得られる複数の平均化された値に基づいて前記位相誤差を算出する、
ことを特徴とする光DQPSK受信機のための位相モニタ方法。
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