JP5598066B2 - Coherent optical receiver and receiving method - Google Patents

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Description

本発明は、波長可変光源の周波数を信号光に合わせて調節することができるコヒーレント光受信器、及び受信方法に関する。   The present invention relates to a coherent optical receiver capable of adjusting the frequency of a wavelength tunable light source according to signal light, and a reception method.

DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)通信システムにおいて、大容量伝送を実現するために、1チャネルあたりの伝送速度を増大させることがある。しかし、1チャネルあたりの伝送速度を10Gbps以上にすると波長分散や偏波モード分散の影響を受けて光信号の伝送距離が制限されてしまう。このため、チャネル当たりの伝送速度が40Gbps以上の光伝送システムでは、伝送距離を延ばす等の目的で、光の強度情報だけではなく位相情報も用いて信号を伝送するコヒーレント光受信器が使用されており、その重要性が増している。
コヒーレント受信器は、送信器から送られてくる信号光と受信器の波長可変光源が発振するLO(Local Oscillator)光との干渉を用いて強度と位相に信号を分離する。
In a DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) communication system, the transmission rate per channel may be increased in order to realize large-capacity transmission. However, if the transmission rate per channel is 10 Gbps or more, the transmission distance of the optical signal is limited due to the influence of chromatic dispersion and polarization mode dispersion. For this reason, in an optical transmission system having a transmission rate per channel of 40 Gbps or more, a coherent optical receiver that transmits a signal using not only light intensity information but also phase information is used for the purpose of extending the transmission distance. And its importance is increasing.
A coherent receiver separates a signal into intensity and phase using interference between signal light transmitted from a transmitter and LO (Local Oscillator) light oscillated by a wavelength tunable light source of the receiver.

しかし、LO光と信号光との周波数差fが変動した場合、コヒーレント光受信器の出力搬送波の周波数が予定している周波数fから変動してしまい受信特性を劣化させてしまう。特に波長可変光源の一般的な波長変動量は±2.5GHzとされており、最大で5GHz程度の周波数変動が発生する可能性がある。電子回路の帯域が20GHz前後であることを考えると5GHzという変動量は大きい。このような、受信特性の劣化を起こさないために、周波数差fを適切な値に維持する機能が必要とされる。 However, if the frequency difference f d between the LO light and the signal light is varied, thereby deteriorating the reception characteristic fluctuates from the frequency f d where the frequency of the output carrier of a coherent optical receiver is scheduled. In particular, the general wavelength fluctuation amount of the wavelength tunable light source is set to ± 2.5 GHz, and there is a possibility that a frequency fluctuation of about 5 GHz at maximum occurs. Considering that the band of the electronic circuit is around 20 GHz, the fluctuation amount of 5 GHz is large. In order not to cause such deterioration of reception characteristics, a function for maintaining the frequency difference fd at an appropriate value is required.

周波数差fを適切な値で維持するために、信号光とLO光の周波数制御が必要になるが、信号光の周波数を受信側から制御するのは難しい。そのため、波長可変光源が発振するLO光の周波数制御を行うことが求められる。このようなLO光用の光源は信号光と数GHzほど周波数をずらす必要があるため、信号光の波長帯域全体を走査できるフルバンド特性・光周波数を微調整できる周波数チューニング特性・位相雑音を低減する狭線幅特性が要求される。 In order to maintain the frequency difference fd at an appropriate value, it is necessary to control the frequency of the signal light and the LO light, but it is difficult to control the frequency of the signal light from the receiving side. Therefore, it is required to control the frequency of LO light oscillated by the wavelength tunable light source. Since the light source for LO light needs to be shifted in frequency by several GHz from the signal light, full-band characteristics that can scan the entire wavelength band of signal light, frequency tuning characteristics that can fine-tune the optical frequency, and phase noise reduction Narrow line width characteristics are required.

このような特徴を持つ波長可変光源として、平面光波回路を用いたリング共振器型の波長可変光源が、特許文献1に開示されている。   As a wavelength tunable light source having such a feature, Patent Document 1 discloses a ring resonator type wavelength tunable light source using a planar lightwave circuit.

特開2006−196554号公報JP 2006-196554 A

しかしながら、上記波長可変光源において、LO光と信号光との周波数差fを考慮して、LO光の周波数を制御する技術については開示されていない。 However, in the wavelength tunable light source, taking into account the frequency difference f d between the LO light and the signal light, it does not disclose a technique for controlling the frequency of the LO light.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、リング共振器型の波長可変光源を有するコヒーレント光受信器において、信号光とLO光の周波数差を求め、波長可変光源へフィードバックをかけることによって信号光とLO光との周波数差を補正するコヒーレント光受信器、及び受信方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a coherent optical receiver having a ring resonator type wavelength tunable light source, obtains a frequency difference between signal light and LO light and applies feedback to the wavelength tunable light source. An object of the present invention is to provide a coherent optical receiver and a reception method that correct a frequency difference between signal light and LO light.

上記目的を達成する本発明の第1の観点に係るコヒーレント光受信器は、
局所発振光を出力する局所発振光出力部と、
前記局所発振光と、受信信号光とを合成し、合成信号光を出力する合成部と、
前記合成部が出力した前記合成信号光を電気信号に変換し、当該電気信号の同相成分の信号と直交成分の信号とを出力する光変換部と、
前記光変換部が出力した同相成分及び直交成分の信号を離散信号に変換し、出力するA/D変換部と、
前記A/D変換部が出力した同相成分及び直交成分の離散信号から、局所発振光と受信信号光との周波数差を求めるデジタル信号処理部と、
前記デジタル信号処理部が求めた周波数差と所定の値との誤差に基づいて前記局所発振光出力部から出力される局所発振光の周波数を制御する周波数制御部と、
を備え、
前記局所発振光出力部は、光路長が異なる複数の共振器が光学的に連結された多重共振器と、前記複数の共振器のそれぞれに設けられ、前記複数の共振器の共振波長を変化させる複数の共振器制御部と、当該多重共振器に光を供給する供給部と、を有し、
前記周波数制御部は、前記複数の共振器制御部に供給する電力を、当該共振器制御部のそれぞれに対して同量だけ増加又は減少させることにより、前記誤差を小さくするように局所発振光の周波数を制御する
ことを特徴とする。
A coherent optical receiver according to the first aspect of the present invention that achieves the above object is as follows.
A local oscillation light output section for outputting local oscillation light;
A combining unit that combines the local oscillation light and the received signal light and outputs the combined signal light;
An optical conversion unit that converts the combined signal light output by the combining unit into an electrical signal and outputs a signal of an in-phase component and a signal of a quadrature component of the electrical signal;
An A / D converter that converts the in-phase and quadrature components output from the optical converter into discrete signals and outputs the discrete signals;
A digital signal processing unit for obtaining a frequency difference between the local oscillation light and the reception signal light from the discrete signals of the in-phase component and the quadrature component output by the A / D conversion unit;
A frequency control unit for controlling the frequency of the local oscillation light output from the local oscillation light output unit based on an error between the frequency difference obtained by the digital signal processing unit and a predetermined value;
With
The local oscillation light output unit is provided in each of the multiple resonators in which a plurality of resonators having different optical path lengths are optically coupled and the plurality of resonators, and changes the resonance wavelength of the plurality of resonators. A plurality of resonator control units, and a supply unit that supplies light to the multiple resonators,
Wherein the frequency control unit, the power supplied to the plurality of resonators control unit, by increasing or decreasing by the same amount for each of the resonator controller, the local oscillator light so as to reduce the error It is characterized by controlling the frequency.

また、本発明の第2の観点に係る受信方法は、
局所発振光出力部と、合成部と、光変換部と、A/D変換部と、デジタル信号処理部と、周波数制御部と、を備える装置が行う受信方法であって、
前記局所発振光出力部が、局所発振光を出力する局所発振光出力工程と、
前記合成部が、前記局所発振光と、受信信号光とを合成し、合成信号光を出力する合成工程と、
前記光変換部が、前記合成部が出力した前記合成信号光を電気信号に変換し、当該電気信号の同相成分の信号と直交成分の信号とを出力する光変換工程と、
前記A/D変換部が、前記光変換部が出力した同相成分及び直交成分の信号を離散信号に変換し、出力するA/D変換工程と、
前記デジタル信号処理部が、前記A/D変換部が出力した同相成分及び直交成分の離散信号から、局所発振光と受信信号光との周波数差を求めるデジタル信号処理工程と、
前記周波数制御部が、前記デジタル信号処理部が求めた周波数差と所定の値との誤差に基づいて前記局所発振光出力部から出力される局所発振光の周波数を制御する周波数制御工程と、
を備え、
前記局所発振光出力部は、光路長が異なる複数の共振器が光学的に連結された多重共振器と、前記複数の共振器のそれぞれに設けられ、前記複数の共振器の共振波長を変化させる複数の共振器制御部と、当該多重共振器に光を供給する供給部と、を有し、
前記周波数制御部は、前記複数の共振器制御部に供給する電力を、当該共振器制御部のそれぞれに対して同量だけ増加又は減少させることにより、前記誤差を小さくするように局所発振光の周波数を制御する
ことを特徴とする。
A receiving method according to the second aspect of the present invention is:
A reception method performed by an apparatus including a local oscillation light output unit, a synthesis unit, an optical conversion unit, an A / D conversion unit, a digital signal processing unit, and a frequency control unit,
The local oscillation light output section outputs a local oscillation light, and a local oscillation light output step;
The combining unit combines the local oscillation light and the received signal light, and outputs a combined signal light;
An optical conversion step in which the optical conversion unit converts the combined signal light output from the combining unit into an electric signal, and outputs an in-phase component signal and a quadrature component signal of the electric signal;
The A / D conversion unit converts the in-phase component and quadrature component signals output from the light conversion unit into discrete signals and outputs the discrete signals; and
A digital signal processing step in which the digital signal processing unit obtains a frequency difference between the local oscillation light and the reception signal light from the discrete signals of the in-phase component and the quadrature component output by the A / D conversion unit;
The frequency control unit controls the frequency of the local oscillation light output from the local oscillation light output unit based on an error between the frequency difference obtained by the digital signal processing unit and a predetermined value; and
With
The local oscillation light output unit is provided in each of the multiple resonators in which a plurality of resonators having different optical path lengths are optically coupled and the plurality of resonators, and changes the resonance wavelength of the plurality of resonators. A plurality of resonator control units, and a supply unit that supplies light to the multiple resonators,
Wherein the frequency control unit, the power supplied to the plurality of resonators control unit, by increasing or decreasing by the same amount for each of the resonator controller, the local oscillator light so as to reduce the error It is characterized by controlling the frequency.

本発明によれば、リング共振器型の波長可変光源を有するコヒーレント光受信器において、信号光とLO光との周波数差を補正するコヒーレント光受信器、及び受信方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a coherent optical receiver and a receiving method that correct a frequency difference between signal light and LO light in a coherent optical receiver having a ring resonator type wavelength tunable light source.

本発明の実施形態に係るコヒーレント光受信器の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the coherent optical receiver which concerns on embodiment of this invention. 波長可変光源部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a wavelength variable light source part. 周波数FB制御部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a frequency FB control part. コヒーレント光受信器が行うLO光周波数制御処理の動作を説明するためのフローチャート図である。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the LO optical frequency control process which a coherent optical receiver performs.

本発明の実施形態に係るコヒーレント光受信器は、i)信号光とLO光との周波数差fを求め、ii)当該周波数差fと予め設定された設定値との誤差を求め、iii)波長可変光源への供給電力を調節して、当該誤差を小さくするようにLO光の周波数を制御する。
以下、図面を参照してコヒーレント光受信器1を詳細に説明する。
Coherent optical receiver according to an embodiment of the present invention, i) determine the frequency difference f d between the signal light and the LO light, obtains the error between the preset value and ii) the frequency difference f d, iii ) Adjust the power supplied to the wavelength tunable light source to control the frequency of the LO light so as to reduce the error.
Hereinafter, the coherent optical receiver 1 will be described in detail with reference to the drawings.

本実施形態に係るコヒーレント光受信器1は、図1に示すように、波長可変光源部11と、合成部12と、光受信部13と、A/D(Analog/Digital)変換器14と、デジタル信号処理部15と、周波数FB制御部16と、から構成される。
なお、コヒーレント光受信器1の出力信号は、例えば、合成部12の出力する光信号、受光部13の出力するアナログ電気信号、A/D変換器14が出力するデジタル信号等である。
As shown in FIG. 1, the coherent optical receiver 1 according to the present embodiment includes a variable wavelength light source unit 11, a combining unit 12, an optical receiving unit 13, an A / D (Analog / Digital) converter 14, The digital signal processing unit 15 and the frequency FB control unit 16 are configured.
The output signal of the coherent optical receiver 1 is, for example, an optical signal output from the combining unit 12, an analog electrical signal output from the light receiving unit 13, a digital signal output from the A / D converter 14, or the like.

波長可変光源部11は、光ファイバから伝送される信号光と合成するレーザ光(以下、「LO光」という)を出力する。波長可変光源11は、図2に示すように、半導体光増幅器(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)111と、リング共振器112〜114と、平面光波回路(PLC:Planar Lightwave Circuit)基板115と、高反射膜116と、入出力側導波路117aと、導波路117b、117cと、反射側導波路117dと、TO(Thermo Optic)位相シフタ118a、118b、118cと、から構成される。リング共振器112〜114、入出力側導波路117a、導波路117b、117c、反射側導波路117d、及び、TO位相シフタ118a、118b、118cは、PLC基板115上に形成される。   The wavelength variable light source unit 11 outputs laser light (hereinafter referred to as “LO light”) to be combined with signal light transmitted from the optical fiber. As shown in FIG. 2, the wavelength tunable light source 11 includes a semiconductor optical amplifier (SOA) 111, ring resonators 112 to 114, a planar lightwave circuit (PLC) substrate 115, and a high reflection. The film 116 includes an input / output side waveguide 117a, waveguides 117b and 117c, a reflection side waveguide 117d, and TO (Thermo Optic) phase shifters 118a, 118b, and 118c. The ring resonators 112 to 114, the input / output side waveguides 117a, the waveguides 117b and 117c, the reflection side waveguides 117d, and the TO phase shifters 118a, 118b, and 118c are formed on the PLC substrate 115.

波長可変光源部11は、SOA111の出射面と高反射膜116との間で共振を起こすことにより、SOA111からLO光を放出する。波長可変光源11は、光ファイバにより伝送された信号光から所定の周波数だけずれたLO光を出力するとする。   The wavelength tunable light source unit 11 emits LO light from the SOA 111 by causing resonance between the exit surface of the SOA 111 and the highly reflective film 116. The wavelength tunable light source 11 outputs LO light shifted by a predetermined frequency from the signal light transmitted by the optical fiber.

SOA111は、PLC基板の光入出力側導波路117aの終端に設けられ、発光部と、発光部が発振した光を増幅する増幅部とを備えている。
発光部は、半導体レーザ素子から構成され、発振光を、増幅部を介して、光入出力側導波路117aに出射する。以下の説明では、発振光の波長を1.55μmとする。
増幅部は、InGaAsPなどの化合物半導体材料で製作され、材料の配合によって、ゲイン領域と位相制御領域として機能する。
The SOA 111 is provided at the end of the optical input / output side waveguide 117a of the PLC substrate, and includes a light emitting unit and an amplifying unit that amplifies the light oscillated by the light emitting unit.
The light emitting unit is composed of a semiconductor laser element, and emits oscillation light to the light input / output side waveguide 117a via the amplification unit. In the following description, the wavelength of the oscillation light is 1.55 μm.
The amplifying unit is made of a compound semiconductor material such as InGaAsP, and functions as a gain region and a phase control region depending on the composition of the material.

ゲイン領域は1.55μm前後の波長の光を増幅するように設計されており、ゲイン領域に供給する電流を制御(増減)することにより、発光部から出射された発振光の強度を制御し、ひいては光入出力側導波路117aへの出射される発振光の強度を制御(増減)できる。
一方、位相制御領域は、発光部の発振光の波長とは異なる波長の光、例えば、1.33μm前後の波長の光を増幅するように設計されている。このため、位相制御領域に電流を注入しても、発光部の発振光は増幅されない。しかし、位相制御領域の屈折率が印加電圧により変化するため、印加電力を調整することにより、発振光の波長及び位相を制御できる。ゲイン領域でも波長を制御することは可能であるが同時に光出力も変わってしまう。したがって、ゲイン領域と位相制御領域を個別に制御することによって、光入出力側導波路の安定動作を実現する。
The gain region is designed to amplify light with a wavelength around 1.55 μm, and by controlling (increasing / decreasing) the current supplied to the gain region, the intensity of the oscillation light emitted from the light emitting unit is controlled. The intensity of oscillation light emitted to the optical input / output side waveguide 117a can be controlled (increased or decreased).
On the other hand, the phase control region is designed to amplify light having a wavelength different from the wavelength of oscillation light of the light emitting unit, for example, light having a wavelength of about 1.33 μm. For this reason, even if a current is injected into the phase control region, the oscillation light of the light emitting unit is not amplified. However, since the refractive index of the phase control region changes depending on the applied voltage, the wavelength and phase of the oscillation light can be controlled by adjusting the applied power. Although it is possible to control the wavelength even in the gain region, the light output also changes at the same time. Therefore, stable operation of the optical input / output side waveguide is realized by individually controlling the gain region and the phase control region.

リング共振器112〜114は、互いに異なる光路長を有するリング状導波路から構成され、導波路117b、117cを介して連結される。連結されたリング共振器112〜114は、多重光共振器119を形成する。リング共振器112〜114の自由スペクトル間隔(FSR:Free Spectral Range)は、光路長を変更することにより調節可能である。多重光共振器119のFSRは、リング共振器112〜114のうち任意に選択した、光路長が異なる2つのリング共振器の共振周波数の最小公倍数と一致する(バーニア効果)。あるいは、多重光共振器119のFSRは、各リング共振器112〜114の共振周波数の最小公倍数と一致するようにすることもできる。   The ring resonators 112 to 114 are configured by ring-shaped waveguides having different optical path lengths, and are connected via the waveguides 117b and 117c. The coupled ring resonators 112 to 114 form a multiple optical resonator 119. The free spectral range (FSR) of the ring resonators 112 to 114 can be adjusted by changing the optical path length. The FSR of the multiple optical resonator 119 coincides with the least common multiple of the resonance frequencies of two ring resonators having different optical path lengths selected arbitrarily from the ring resonators 112 to 114 (Vernier effect). Alternatively, the FSR of the multiple optical resonator 119 can be made to coincide with the least common multiple of the resonance frequencies of the ring resonators 112 to 114.

一方のリング共振器の共振周波数をf、他方のリング共振器との共振周波数の差をΔf、f>>Δfとすると、FSRは、次式より求まる。
FSR=f/Δf
例えば、一方のリング共振器の共振周波数を50.0GHz、他方のリング共振器の共振周波数を49.5GHzとし、f=50.0GHz、Δf=0.5GHzとすると、FSR≒5THzと求まる。すなわち、2つのリング共振器で表現される多重光共振器のフィルタ特性は5THzの周期を持つことになる。
Assuming that the resonance frequency of one ring resonator is f and the difference between the resonance frequencies of the other ring resonator is Δf and f >> Δf, the FSR is obtained from the following equation.
FSR = f 2 / Δf
For example, assuming that the resonance frequency of one ring resonator is 50.0 GHz, the resonance frequency of the other ring resonator is 49.5 GHz, and f = 50.0 GHz and Δf = 0.5 GHz, FSR≈5 THz is obtained. That is, the filter characteristic of the multiple optical resonator expressed by two ring resonators has a period of 5 THz.

本実施形態のように多重光共振器119が3つのリング共振器を有する場合、多重光共振器119のフィルタ特性は2つのFSRの組み合わせで表現ことができる。例えば、リング共振器112〜114の共振周波数50.0GHz、49.5GHz、45GHzの場合、50.0GHzと49GHzの組み合わせるとFSR1=5THz、50.0GHzと45GHzの組み合わせるとFSR2=500GHzと求まる。したがって、多重共振器119は、5THz周期と500GHz周期のフィルタ特性を得ることができる。なお、49.5GHzと45GHzの組み合わせでFSR3=4.5THzのフィルタ特性を得ることもできるが、FSR3はFSR2に比べてFSR1=5THzに近いので、FSR1とFSR2の2つのFSRに縮退すると考えることができる。以下、波長可変光源部11では2つのFSRに縮退することとする。   When the multiple optical resonator 119 includes three ring resonators as in the present embodiment, the filter characteristics of the multiple optical resonator 119 can be expressed by a combination of two FSRs. For example, when the resonance frequencies of the ring resonators 112 to 114 are 50.0 GHz, 49.5 GHz, and 45 GHz, FSR1 = 5 THz when 50.0 GHz and 49 GHz are combined, and FSR2 = 500 GHz when 50.0 GHz and 45 GHz are combined. Therefore, the multi-resonator 119 can obtain filter characteristics with a 5 THz period and a 500 GHz period. Although the filter characteristics of FSR3 = 4.5 THz can be obtained by the combination of 49.5 GHz and 45 GHz, since FSR3 is closer to FSR1 = 5 THz than FSR2, it can be considered that the FSR1 and FSR2 are degenerated into two FSRs. . Hereinafter, the variable wavelength light source unit 11 is degenerated into two FSRs.

高反射膜116は、PLC基板の光反射側導波路117dの端に設けられ、反射側導波路117dを通って伝送される光を反射側導波路117dに反射する。
SOA111から、多重光共振器119に出射された光は、SOA111→多重光共振器119→高反射膜116→多重光共振器119→SOA111という経路で反射と干渉を繰り返し、反射膜を透過した光が、LO光として出力される。したがって、LO光の周波数は多重光共振器119の共振周波数と一致する。
The high reflection film 116 is provided at the end of the light reflection side waveguide 117d of the PLC substrate, and reflects the light transmitted through the reflection side waveguide 117d to the reflection side waveguide 117d.
The light emitted from the SOA 111 to the multiple optical resonator 119 repeats reflection and interference through the path of the SOA 111 → the multiple optical resonator 119 → the highly reflective film 116 → the multiple optical resonator 119 → the SOA 111, and passes through the reflective film. Is output as LO light. Therefore, the frequency of LO light matches the resonance frequency of the multiple optical resonator 119.

TO位相シフタ118aはリング共振器112に、TO位相シフタ118bはリング共振器113に、TO位相シフタ118cはリング共振器114に設けられる。各TO位相シフタ118a、118b、118cは、供給される電力に応じた熱を各リング共振器112、113、114に加える。この熱によってリング共振器112〜114のリング状導波路の屈折率が変化することにより、リング共振器112〜114の光路長が変化する。そして、各リング共振器の光路長が変化すると、多重光共振器119の共振周波数が変化するので、波長可変光源が発振するLO光の周波数が変化する。例えば、TO位相シフタ118a、118b、118cへの供給電力を増やすと、LO光の周波数は小さくなり、TO位相シフタ118a、118b、118cへの供給電力を減らすと、LO光の周波数は大きくなる。
TO位相シフタ118a、118b、118cは、例えば、基板上に設けられたアルミニウム膜から構成される膜状ヒータから構成される。
The TO phase shifter 118 a is provided in the ring resonator 112, the TO phase shifter 118 b is provided in the ring resonator 113, and the TO phase shifter 118 c is provided in the ring resonator 114. Each TO phase shifter 118a, 118b, 118c applies heat to each ring resonator 112, 113, 114 according to the supplied power. This heat changes the refractive index of the ring waveguides of the ring resonators 112 to 114, thereby changing the optical path lengths of the ring resonators 112 to 114. When the optical path length of each ring resonator is changed, the resonance frequency of the multiple optical resonator 119 is changed, so that the frequency of the LO light oscillated by the wavelength variable light source is changed. For example, when the power supplied to the TO phase shifters 118a, 118b, and 118c is increased, the frequency of the LO light is decreased. When the power supplied to the TO phase shifters 118a, 118b, and 118c is decreased, the frequency of the LO light is increased.
The TO phase shifters 118a, 118b, and 118c are constituted by, for example, a film heater constituted by an aluminum film provided on a substrate.

合成部12は、光ファイバによって外部から伝送された信号光と、波長可変光源部11から放出されたLO光とを合成し、合成した光の同相成分(I成分)と直交成分(Q成分)とを光受信部13に出力する。合成部12は、例えば、光カプラーから構成される。   The combining unit 12 combines the signal light transmitted from the outside by the optical fiber and the LO light emitted from the wavelength tunable light source unit 11, and combines the in-phase component (I component) and the quadrature component (Q component) of the combined light. Are output to the optical receiver 13. The synthesizing unit 12 is composed of, for example, an optical coupler.

光受信部13は、合成部12から受信したI成分の光とQ成分の光とを、それぞれ、ベースバンド電気信号に変換し、ベースバンド電気信号のI成分とQ成分とをA/D変換部14に出力する。例えば、光受信部13は、フォトダイオードから構成される。   The optical receiving unit 13 converts the I component light and the Q component light received from the combining unit 12 into baseband electric signals, respectively, and A / D converts the I component and Q component of the baseband electric signals. To the unit 14. For example, the light receiving unit 13 is composed of a photodiode.

A/D変換部14は、光受信部13から出力されたベースバンド電気信号のI成分及びQ成分に対してサンプリング及び量子化を行い、離散デジタルベースバンド信号を生成し、当該離散デジタルベースバンド信号をデジタル信号処理部15に出力する。   The A / D converter 14 performs sampling and quantization on the I component and Q component of the baseband electrical signal output from the optical receiver 13 to generate a discrete digital baseband signal, and the discrete digital baseband The signal is output to the digital signal processing unit 15.

デジタル信号処理部15は、A/D変換部14から受け取った離散デジタルベースバンド信号から信号光の周波数とLO光の周波数との差(周波数差f)を求める。一般的に周波数差fが拡大するとデジタル信号処理部15で実施されるBPF処理の通過帯域と実際の搬送波の周波数とにずれが生じるためI成分とQ成分との位相関係が変化する。そこで、デジタル信号処理部15では、I成分とQ成分との位相関係の変化に基づいて周波数差fを求める。 The digital signal processing unit 15 obtains a difference (frequency difference f d ) between the frequency of the signal light and the frequency of the LO light from the discrete digital baseband signal received from the A / D conversion unit 14. In general, when the frequency difference fd is increased, the phase relationship between the I component and the Q component changes because a deviation occurs between the passband of the BPF processing performed by the digital signal processing unit 15 and the actual carrier frequency. Therefore, the digital signal processing unit 15 obtains a frequency difference f d based on the change in the phase relationship between the I and Q components.

周波数差fは以下のように求める。
伝送された信号が四値の位相変調成分だった場合、信号のI成分、Q成分より、信号はI+j*Q(jは虚数単位)とあらわすことができる。四値の信号成分の各コンスタレーション点間の角度が360/4で90度であるため、信号成分を4乗した場合((I+j*Q))の結果は位相誤差が無ければ0度になる。しかし実際には位相誤差があるため4乗計算の答えは0〜2πの範囲になる。この計算結果を1/4にした結果が位相誤差である。この位相誤差から逆算して周波数差fを求める。
The frequency difference fd is obtained as follows.
When the transmitted signal is a quaternary phase modulation component, the signal can be expressed as I + j * Q (j is an imaginary unit) from the I component and Q component of the signal. Since the angle between the constellation points of the quaternary signal component is 360/4 and 90 degrees, the result when the signal component is raised to the fourth power ((I + j * Q) 4 ) is 0 if there is no phase error. Degree. However, since there is actually a phase error, the answer to the fourth power calculation is in the range of 0 to 2π. The result of making this calculation result 1/4 is the phase error. Determining a frequency difference f d and backward from the phase error.

周波数FB制御部16は、信号光とLO光との周波数差fの変化量に基づいて、TO位相シフタ118a、118b、118cに供給する電力を調節する機能を有する。周波数FB制御部16は、制御部161と、記憶部162と、電源部163と、から構成される。 Frequency FB control unit 16, based on the change amount of the frequency difference f d between the signal light and the LO light, having the TO phase shifters 118a, 118b, the function of adjusting the power supplied to 118c. The frequency FB control unit 16 includes a control unit 161, a storage unit 162, and a power supply unit 163.

制御部161は、例えば、CPU(Central Processing Unit)から構成され、デジタル信号処理部15が求めた周波数差fと、記憶部162に予め記憶されている信号光とLO光との周波数差(以下、「設定値fd_def」という)との差(ずれ:偏差)e(=fd_def−f)を求め、差eが所定の値(以下、「許容値efal」という)より大きくなった場合、すなわち、e≧efalの場合に、この差eを小さくするように、すなわち、fd_def=fとなるように、電源部163に、TO位相シフタ118a、118b、118cに供給する電力(供給電力)Pを増加又は減少させる指示を出力する。 Controller 161, for example, CPU consists (Central Processing Unit), a frequency difference between the frequency difference f d to the digital signal processor 15 is determined, the signal light and the LO light which is previously stored in the storage unit 162 ( Hereinafter, a difference (deviation: deviation) e f (= f d_def −f d ) from “set value f d_def ” is obtained, and the difference e f is determined from a predetermined value (hereinafter referred to as “allowable value e fal ”). If larger, i.e., in the case of e fe fal, so as to reduce the difference e f, i.e., such that the f d_def = f d, to the power supply unit 163, tO phase shifters 118a, 118b, An instruction to increase or decrease the power (supply power) P supplied to 118c is output.

具体的には、制御部161は、TO位相シフタ118a、118b、118cに供給する電力を同じ量だけ変化させる。例えば、1ch(50GHz)当たりの電力周期が4mWのTO位相シフタを用いる場合、3つのTO位相シフタに1mWずつ電力を増やすとLO光の周波数は12.5GHzだけ減少する。これにより、複数のTO位相シフタの値を個別に設定する必要がなく、一律に設定することにより、LO光の周波数を制御することができる。   Specifically, the control unit 161 changes the power supplied to the TO phase shifters 118a, 118b, and 118c by the same amount. For example, when a TO phase shifter with a power cycle of 4 mW per channel (50 GHz) is used, the frequency of LO light decreases by 12.5 GHz if the power is increased by 1 mW to three TO phase shifters. Thereby, it is not necessary to set the values of a plurality of TO phase shifters individually, and the frequency of LO light can be controlled by setting them uniformly.

例えば、多重光共振器119が50.0GHzと49.5GHzの2つのリング共振器を有し、FSR=5THzのフィルタ特性を有するとする。すなわち、多重光共振器119は5THz間隔の透過特性を繰り返す。典型的な波長可変光源で運用する光の周波数帯は193.1THz前後であることから、多重光共振器119が形成するフィルタは38〜39回目のFSR周期で使用されることとなる。この2つのリング共振器の共振周波数が1%ほどずれていることから2つのリング共振器周波数が一致するのは5THzのFSR周期のうち1回である。また、2つのリング共振器の共振周波数が一致する波長では、透過損失が減少する。したがって、多重光共振器119はFSR周期のうち所望の波長を選択的に透過させることができる。   For example, it is assumed that the multiple optical resonator 119 has two ring resonators of 50.0 GHz and 49.5 GHz and has a filter characteristic of FSR = 5 THz. That is, the multiple optical resonator 119 repeats the transmission characteristics at intervals of 5 THz. Since the frequency band of light used in a typical tunable light source is around 193.1 THz, the filter formed by the multiple optical resonator 119 is used in the 38th to 39th FSR cycles. Since the resonance frequencies of the two ring resonators are shifted by about 1%, the two ring resonator frequencies coincide with each other in one FSR period of 5 THz. Further, the transmission loss decreases at a wavelength at which the resonance frequencies of the two ring resonators match. Therefore, the multiple optical resonator 119 can selectively transmit a desired wavelength in the FSR period.

上記の手法によれば、5THzの波長帯域内から50GHz間隔で所望の波長を選択することができる。この時、5THzの最大可変周波数を実現するために必要な周波数調整レンジは50GHzである。したがって、数GHzずらすたびに50GHz離れたリング共振器の共振周波数が一致するため最大50GHz周波数チューニングするだけで5THzの周波数可変幅を得ることができる。すなわち、1つのリング共振器で実施した場合の1/100の投入パワーで実現できる。なお、周波数チューニング特性に50GHz間隔のグリッド特性が生じてしまうが、実際の光通信システムで使用する周波数が50GHz毎のため、この特性は逆に都合がよい。   According to the above method, a desired wavelength can be selected at intervals of 50 GHz from within the 5 THz wavelength band. At this time, the frequency adjustment range necessary to realize the maximum variable frequency of 5 THz is 50 GHz. Therefore, every time the frequency is shifted by several GHz, the resonance frequencies of the ring resonators separated by 50 GHz coincide with each other, so that a frequency variable width of 5 THz can be obtained only by tuning the frequency up to 50 GHz. In other words, it can be realized with an input power of 1/100 compared with the case of implementing with one ring resonator. In addition, grid characteristics at intervals of 50 GHz are generated in the frequency tuning characteristics. However, since the frequencies used in an actual optical communication system are every 50 GHz, this characteristic is advantageous.

記憶部162は、設定値fd_def及び許容値を記憶する。設定値fd_def及び許容値は、予めユーザが設定することができる。 The storage unit 162 stores the set value f d_def and the allowable value. The set value f d_def and the allowable value can be set in advance by the user.

電源部163は、制御部161からの指示に従いTO位相シフタ118a、118b、118cに指定された量の電力を供給する。   The power supply unit 163 supplies the specified amount of power to the TO phase shifters 118a, 118b, and 118c in accordance with an instruction from the control unit 161.

次に、コヒーレント光受信器1が行うLO光周波数制御処理について図4のフローチャートを用いて説明する。なお、以下ステップS11〜ステップS14に示す処理は常時行われているが、コヒーレント光受信器1が行うLO光周波数制御処理の理解を容易にするため、時系列に沿って説明する。   Next, the LO optical frequency control process performed by the coherent optical receiver 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. In addition, although the process shown to step S11-step S14 is always performed below, in order to make an understanding of LO optical frequency control process which the coherent optical receiver 1 performs easy, it demonstrates along a time series.

波長可変光源11は、LO光を発振する(ステップS11)。   The wavelength variable light source 11 oscillates LO light (step S11).

合成部12は、光ファイバより伝送された信号光とLO光とを合成する(ステップS12)。   The combiner 12 combines the signal light transmitted from the optical fiber and the LO light (step S12).

光受信部13は、合成された光を、ベースバンド電気信号に変換し、当該電気信号の同相成分と直交成分の信号を出力する(ステップS13)。   The optical receiver 13 converts the combined light into a baseband electrical signal, and outputs a signal having an in-phase component and a quadrature component of the electrical signal (step S13).

A/D変換器14は、光受信部13が出力した同相成分と直交成分の電気信号をサンプリング及び量子化を行い、離散デジタルベースバンド信号を出力する(ステップS14)。   The A / D converter 14 samples and quantizes the in-phase component and quadrature component electrical signals output from the optical receiver 13, and outputs a discrete digital baseband signal (step S14).

デジタル信号処理部15は、離散デジタルベースバンド信号の位相誤差を求め、当該位相誤差から信号光とLO光との周波数差fを求める(ステップS15)。 The digital signal processing unit 15 obtains a phase error of the discrete digital baseband signal, determining the frequency difference f d between the signal light and the LO light from the phase error (step S15).

周波数FB制御回路16の制御部161は、デジタル信号処理部15が求めた周波数差fから、記憶部162に記憶されている設定値fd_defを減算し、減算した結果eと許容値efalとを比較する(ステップS16)。減算した結果eが許容値efalより大きい場合(ステップS16;Yes)、制御部161は、求められた周波数差f−設定値fd_defの値eに基づいて、TO位相シフタ118a、118b、118cに供給する電力Pを調節する(ステップS17)。これにより、リング共振器112〜114の光路長が変化し、ステップS11において発振されるLO光の周波数が変化する。 Control unit 161 of the frequency FB control circuit 16, the frequency difference f d to the digital signal processor 15 is determined, by subtracting the set value f D_def stored in the storage unit 162, the subtraction result e f a tolerance e fal is compared (step S16). If the subtraction result e f is greater than the allowable value e fal (step S16; Yes), the control unit 161, the obtained frequency difference f d - on the basis of the set value f D_def value e f, TO phase shifters 118a, The electric power P supplied to 118b and 118c is adjusted (step S17). As a result, the optical path lengths of the ring resonators 112 to 114 change, and the frequency of the LO light oscillated in step S11 changes.

一方、減算した結果が許容値以下の場合(ステップS16;No)、ステップS11にもどり、同様の周波数のLO光が出力される。   On the other hand, when the subtraction result is equal to or less than the allowable value (step S16; No), the process returns to step S11 and LO light having the same frequency is output.

以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes various modifications within the scope of the present invention. It is.

例えば、多重光共振器を構成するリング共振器の数は3つに限らず、任意の個数にすることができる。   For example, the number of ring resonators constituting the multiple optical resonator is not limited to three and can be any number.

また、全てのリング共振器にTO位相シフタを配置する必要はなく、一部のリング共振器(例えば、3つのうちの1つ又は2つ)にのみTO位相シフタを配置してもよい。   Further, it is not necessary to arrange the TO phase shifters in all the ring resonators, and the TO phase shifters may be arranged only in some of the ring resonators (for example, one or two of the three).

また、全てのTO位相シフタに供給する電力を差eに従って制御する必要はなく、複数のTO位相シフタのうちの一部(例えば、3つのうちの1つ又は2つ)のTO位相シフタに供給する電力のみを制御対象としてもよい。 Moreover, it is not necessary to control the power supplied to all the TO phase shifters according to the difference e f, a portion of the plurality of the TO phase shifters (e.g., one or two of the three) to the TO phase shifter Only supplied power may be controlled.

また、上記実施の形態においては、周波数差fと設定値fd_defとの差(偏差)eが許容値efalより大きい時に、TO位相シフタに供給する電力Pを調整したが、許容値efalとの比較をせず、差eに基づいて供給電力Pを変更するようにしてもよい。 In the above embodiment, the power P supplied to the TO phase shifter is adjusted when the difference (deviation) e f between the frequency difference f d and the set value f d_def is larger than the allowable value e fal. without comparison with e fal, may be changed to supply power P based on the difference e f.

また、差eとTO位相シフタに供給する電力Pの変化量ΔPとの関係は適宜設定可能である。
例えば、全TO位相シフタ118a、118b、118cに供給する電力の変化量(調整量)ΔPを、PID制御に基づいて、
ΔP=A・e+B・∫edt+C・de/dt+D
と設定してもよい。
ここで、A、B、C、Dは、それぞれ、任意の定数である。
The relationship between the change amount ΔP of supplied power P to the difference e f and the TO phase shifters can be set as appropriate.
For example, the change amount (adjustment amount) ΔP of power supplied to all TO phase shifters 118a, 118b, and 118c is based on PID control.
ΔP = A · e f + B · ∫e f dt + C · de f / dt + D
May be set.
Here, A, B, C, and D are arbitrary constants, respectively.

また、各TO位相シフタ118a、118b、118cに供給する電力Pを、例えば、次式に基づいて、周波数差fに基づいて制御することも可能である。
P=E・fd+F・∫fdt+G・df/dt+H
ここで、E、F、G、Hは、それぞれ、任意の定数である。
その他、周波数差fを目標値に収束させることができるならば、その制御手法は任意である。
Each TO phase shifters 118a, 118b, the power P supplied to 118c, for example, based on the following equation, it can be controlled on the basis of the frequency difference f d.
P = E · f d + F · ∫f d dt + G · df d / dt + H
Here, E, F, G, and H are arbitrary constants, respectively.
Other, if it is possible to converge the frequency difference f d to the target value, the control method is arbitrary.

上記実施形態においては、信号光の周波数があまり変化しない例を示したが、本発明は、例えば、信号光の搬送波の周波数が切り替わる構成或いは多周波である構成にも適用可能である。例えば、信号光の搬送波の周波数がfとfとで切り替わる場合を想定する。この場合には、LO光の周波数が、例えば、(f−f)と(f−f)とに切り替えられるように、SOA111を設計し、さらに、合成部12の出力光の周波数fと設定値fd_defとの差eに応じて、LO光の周波数を微調整できるように構成すればよい。
また、信号光が複数の周波数の搬送波を含む場合も同様である。
In the above embodiment, the example in which the frequency of the signal light does not change so much has been shown. However, the present invention can also be applied to, for example, a configuration in which the frequency of the signal light carrier wave is switched or a multi-frequency configuration. For example, it is assumed that the frequency of the carrier wave of the signal light is switched between f 1 and f 2 . In this case, the SOA 111 is designed so that the frequency of the LO light can be switched between, for example, (f 1 −f d ) and (f 2 −f d ), and the frequency of the output light of the synthesizer 12 is further increased. according to the difference e f between the set value f D_def and f d, it may be configured to fine tune the frequency of the LO light.
The same applies when the signal light includes carrier waves having a plurality of frequencies.

また、コヒーレント光受信器の構成や、使用される材料も適宜変更することができる。   In addition, the configuration of the coherent optical receiver and the materials used can be changed as appropriate.

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。   A part or all of the above-described embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.

(付記1)局所発振光を出力する局所発振光出力部と、前記局所発振光と、受信信号光とを合成し、合成信号光を出力する合成部と、前記合成部が出力した前記合成信号光を電気信号に変換し、当該電気信号の同相成分の信号と直交成分の信号とを出力する光変換部と、前記光変換部が出力した同相成分及び直交成分の信号を離散信号に変換し、出力するA/D変換部と、前記A/D変換部が出力した同相成分及び直交成分の離散信号から、局所発振光と受信信号光との周波数差を求めるデジタル信号処理部と、前記デジタル信号処理部が求めた周波数差と所定の値との誤差に基づいて前記局所発振光出力部から出力される局所発振光の周波数を制御する周波数制御部と、を備え、前記局所発振光出力部は、光路長が異なる複数の共振器が光学的に連結された多重共振器と、前記共振器のそれぞれに設けられ、前記共振器の共振波長を変化させる複数の共振器制御部と、当該多重共振器に光を供給する供給部と、を有し、前記周波数制御部は、前記共振器制御部に供給する電力を制御することにより、前記誤差を小さくするように局所発振光の周波数を制御することを特徴とするコヒーレント光受信器。 (Supplementary Note 1) A local oscillation light output unit that outputs local oscillation light, a synthesis unit that combines the local oscillation light and the received signal light, and outputs a combined signal light, and the combined signal output by the synthesis unit An optical converter that converts light into an electrical signal, outputs an in-phase component signal and a quadrature component signal of the electrical signal, and converts the in-phase component and quadrature component signals output by the optical converter into discrete signals An output A / D converter, a digital signal processor for obtaining a frequency difference between the local oscillation light and the received signal light from the discrete signals of the in-phase component and the quadrature component output by the A / D converter, and the digital A frequency control unit that controls the frequency of the local oscillation light output from the local oscillation light output unit based on an error between the frequency difference obtained by the signal processing unit and a predetermined value, and the local oscillation light output unit Means that multiple resonators with different optical path lengths Connected multiple resonators, a plurality of resonator control units that are provided in each of the resonators and change the resonance wavelength of the resonators, and a supply unit that supplies light to the multiple resonators, And the frequency control unit controls the frequency of the local oscillation light so as to reduce the error by controlling the power supplied to the resonator control unit.

(付記2)前記周波数制御部は、前記複数の共振器制御部に供給する電力を、同量だけ増加又は減少させることを特徴とする付記1に記載のコヒーレント光受信器。 (Supplementary note 2) The coherent optical receiver according to supplementary note 1, wherein the frequency control unit increases or decreases power supplied to the plurality of resonator control units by the same amount.

(付記3)局所発振光出力部と、合成部と、光変換部と、A/D変換部と、デジタル信号処理部と、周波数制御部と、を備える装置が行う受信方法であって、前記局所発振光出力部が、局所発振光を出力する局所発振光出力工程と、前記合成部が、前記局所発振光と、受信信号光とを合成し、合成信号光を出力する合成工程と、前記光変換部が、前記合成部が出力した前記合成信号光を電気信号に変換し、当該電気信号の同相成分の信号と直交成分の信号とを出力する光変換工程と、前記A/D変換部が、前記光変換部が出力した同相成分及び直交成分の信号を離散信号に変換し、出力するA/D変換工程と、前記デジタル信号処理部が、前記A/D変換部が出力した同相成分及び直交成分の離散信号から、局所発振光と受信信号光との周波数差を求めるデジタル信号処理工程と、前記周波数制御部が、前記デジタル信号処理部が求めた周波数差と所定の値との誤差に基づいて前記局所発振光出力部から出力される局所発振光の周波数を制御する周波数制御工程と、を備え、前記局所発振光出力部は、光路長が異なる複数の共振器が光学的に連結された多重共振器と、前記共振器のそれぞれに設けられ、前記共振器の共振波長を変化させる複数の共振器制御部と、当該多重共振器に光を供給する供給部と、を有し、前記周波数制御部は、前記共振器制御部に供給する電力を制御することにより、前記誤差を小さくするように局所発振光の周波数を制御することを特徴とする受信方法。 (Supplementary Note 3) A reception method performed by an apparatus including a local oscillation light output unit, a synthesis unit, a light conversion unit, an A / D conversion unit, a digital signal processing unit, and a frequency control unit, The local oscillation light output unit outputs a local oscillation light, and the combining unit combines the local oscillation light and the received signal light, and outputs a combined signal light, An optical conversion step in which an optical conversion unit converts the combined signal light output from the combining unit into an electric signal, and outputs an in-phase component signal and a quadrature component signal of the electric signal; and the A / D conversion unit A / D conversion step of converting the signal of the in-phase component and the quadrature component output from the light conversion unit into a discrete signal and outputting the signal, and the in-phase component output from the A / D conversion unit by the digital signal processing unit And the frequency of the local oscillation light and the received signal light from the discrete signal of the orthogonal component A digital signal processing step for obtaining a difference, and a frequency of the local oscillation light output from the local oscillation light output unit based on an error between the frequency difference obtained by the digital signal processing unit and a predetermined value by the frequency control unit The local oscillation light output unit is provided in each of the multiple resonators in which a plurality of resonators having different optical path lengths are optically connected and the resonator, and the resonance A plurality of resonator control units that change the resonance wavelength of the resonator, and a supply unit that supplies light to the multiple resonators, and the frequency control unit controls power supplied to the resonator control unit. Accordingly, the frequency of the local oscillation light is controlled so as to reduce the error.

1 コヒーレント光受信器
11 波長可変光源部
111 SOA
112、113、114 リング共振器
115 PLC基板
116 高反射膜
117a レーザ入出力側導波路
117b、117c 導波路
117d レーザ反射側導波路
118a、118b、118c TO位相シフタ
119 多重光共振器
12 合成部
13 光受信部
14 A/D変換部
15 デジタル信号処理部
16 周波数FB制御部
161 制御部
162 記憶部
163 電源部
1 Coherent Optical Receiver 11 Wavelength Tunable Light Source 111 SOA
112, 113, 114 Ring resonator 115 PLC substrate 116 High reflection film 117a Laser input / output side waveguide 117b, 117c Waveguide 117d Laser reflection side waveguide 118a, 118b, 118c TO phase shifter 119 Multiple optical resonator 12 Synthesizer 13 Optical receiving unit 14 A / D conversion unit 15 Digital signal processing unit 16 Frequency FB control unit 161 Control unit 162 Storage unit 163 Power supply unit

Claims (2)

局所発振光を出力する局所発振光出力部と、
前記局所発振光と、受信信号光とを合成し、合成信号光を出力する合成部と、
前記合成部が出力した前記合成信号光を電気信号に変換し、当該電気信号の同相成分の信号と直交成分の信号とを出力する光変換部と、
前記光変換部が出力した同相成分及び直交成分の信号を離散信号に変換し、出力するA/D変換部と、
前記A/D変換部が出力した同相成分及び直交成分の離散信号から、局所発振光と受信信号光との周波数差を求めるデジタル信号処理部と、
前記デジタル信号処理部が求めた周波数差と所定の値との誤差に基づいて前記局所発振光出力部から出力される局所発振光の周波数を制御する周波数制御部と、
を備え、
前記局所発振光出力部は、光路長が異なる複数の共振器が光学的に連結された多重共振器と、前記複数の共振器のそれぞれに設けられ、前記複数の共振器の共振波長を変化させる複数の共振器制御部と、当該多重共振器に光を供給する供給部と、を有し、
前記周波数制御部は、前記複数の共振器制御部に供給する電力を、当該共振器制御部のそれぞれに対して同量だけ増加又は減少させることにより、前記誤差を小さくするように局所発振光の周波数を制御する
ことを特徴とするコヒーレント光受信器。
A local oscillation light output section for outputting local oscillation light;
A combining unit that combines the local oscillation light and the received signal light and outputs the combined signal light;
An optical conversion unit that converts the combined signal light output by the combining unit into an electrical signal and outputs a signal of an in-phase component and a signal of a quadrature component of the electrical signal;
An A / D converter that converts the in-phase and quadrature components output from the optical converter into discrete signals and outputs the discrete signals;
A digital signal processing unit for obtaining a frequency difference between the local oscillation light and the reception signal light from the discrete signals of the in-phase component and the quadrature component output by the A / D conversion unit;
A frequency control unit for controlling the frequency of the local oscillation light output from the local oscillation light output unit based on an error between the frequency difference obtained by the digital signal processing unit and a predetermined value;
With
The local oscillation light output unit is provided in each of the multiple resonators in which a plurality of resonators having different optical path lengths are optically coupled and the plurality of resonators, and changes the resonance wavelength of the plurality of resonators. A plurality of resonator control units, and a supply unit that supplies light to the multiple resonators,
Wherein the frequency control unit, the power supplied to the plurality of resonators control unit, by increasing or decreasing by the same amount for each of the resonator controller, the local oscillator light so as to reduce the error A coherent optical receiver characterized by controlling a frequency.
局所発振光出力部と、合成部と、光変換部と、A/D変換部と、デジタル信号処理部と、周波数制御部と、を備える装置が行う受信方法であって、
前記局所発振光出力部が、局所発振光を出力する局所発振光出力工程と、
前記合成部が、前記局所発振光と、受信信号光とを合成し、合成信号光を出力する合成工程と、
前記光変換部が、前記合成部が出力した前記合成信号光を電気信号に変換し、当該電気信号の同相成分の信号と直交成分の信号とを出力する光変換工程と、
前記A/D変換部が、前記光変換部が出力した同相成分及び直交成分の信号を離散信号に変換し、出力するA/D変換工程と、
前記デジタル信号処理部が、前記A/D変換部が出力した同相成分及び直交成分の離散信号から、局所発振光と受信信号光との周波数差を求めるデジタル信号処理工程と、
前記周波数制御部が、前記デジタル信号処理部が求めた周波数差と所定の値との誤差に基づいて前記局所発振光出力部から出力される局所発振光の周波数を制御する周波数制御工程と、
を備え、
前記局所発振光出力部は、光路長が異なる複数の共振器が光学的に連結された多重共振器と、前記複数の共振器のそれぞれに設けられ、前記複数の共振器の共振波長を変化させる複数の共振器制御部と、当該多重共振器に光を供給する供給部と、を有し、
前記周波数制御部は、前記複数の共振器制御部に供給する電力を、当該共振器制御部のそれぞれに対して同量だけ増加又は減少させることにより、前記誤差を小さくするように局所発振光の周波数を制御する
ことを特徴とする受信方法。
A reception method performed by an apparatus including a local oscillation light output unit, a synthesis unit, an optical conversion unit, an A / D conversion unit, a digital signal processing unit, and a frequency control unit,
The local oscillation light output section outputs a local oscillation light, and a local oscillation light output step;
The combining unit combines the local oscillation light and the received signal light, and outputs a combined signal light;
An optical conversion step in which the optical conversion unit converts the combined signal light output from the combining unit into an electric signal, and outputs an in-phase component signal and a quadrature component signal of the electric signal;
The A / D conversion unit converts the in-phase component and quadrature component signals output from the light conversion unit into discrete signals and outputs the discrete signals; and
A digital signal processing step in which the digital signal processing unit obtains a frequency difference between the local oscillation light and the reception signal light from the discrete signals of the in-phase component and the quadrature component output by the A / D conversion unit;
The frequency control unit controls the frequency of the local oscillation light output from the local oscillation light output unit based on an error between the frequency difference obtained by the digital signal processing unit and a predetermined value; and
With
The local oscillation light output unit is provided in each of the multiple resonators in which a plurality of resonators having different optical path lengths are optically coupled and the plurality of resonators, and changes the resonance wavelength of the plurality of resonators. A plurality of resonator control units, and a supply unit that supplies light to the multiple resonators,
Wherein the frequency control unit, the power supplied to the plurality of resonators control unit, by increasing or decreasing by the same amount for each of the resonator controller, the local oscillator light so as to reduce the error A receiving method characterized by controlling a frequency.
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