JP5811531B2 - Optical transmitter, optical communication system, and optical transmission method - Google Patents

Optical transmitter, optical communication system, and optical transmission method Download PDF

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Description

この発明は、光通信技術に関し、特に、アナログ信号による光信号を送信する光送信機、光通信システムおよび光送信方法に関するものである。   The present invention relates to an optical communication technique, and more particularly to an optical transmitter, an optical communication system, and an optical transmission method for transmitting an optical signal based on an analog signal.

従来、光通信システムにおいて、光の強度に1ビット情報を載せる強度変調方式であるOOK(On Off Keying)、2つの位相差に1ビット情報を載せる差動位相偏移変調方式であるDPSK(Differential Phase Shift Keying)、4つの位相差に2ビット情報を載せる差動4相位相偏移変調方式であるDQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)等が採用・検討されている。そのいずれの変調信号も、1か0の2値符号を取り扱うディジタル信号変調である。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical communication system, OOK (On Off Keying), which is an intensity modulation method in which 1-bit information is put on the light intensity, and DPSK (Differential), which is a differential phase shift keying method in which 1-bit information is put on two phase differences. Phase shift keying) DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying), which is a differential four-phase phase shift keying method in which 2-bit information is loaded on four phase differences, has been adopted and studied. Any of the modulation signals is digital signal modulation that handles a binary code of 1 or 0.

OOK、DPSKでは、電界印加による屈折率変化、いわゆる電気光学効果を利用したMZ(Mach-Zehnder)型光変調器(以下、MZ変調器という)が使われている。また、DQPSKでは、2個のMZ変調器で構成される2並列MZ変調器(以下、IQ変調器という)が使われる。このIQ変調器は、MZ干渉計としてのMZ変調器を並列に接続し、実数部であるIn-phase channel(以下、Iチャネルという)と虚数部であるQuadrature-phase channel(以下、Qチャネルという)の各々の変調信号を、90度の搬送波位相差を与えて合波することで、複素光電界を生成する。   In OOK and DPSK, an MZ (Mach-Zehnder) type optical modulator (hereinafter referred to as an MZ modulator) using a change in refractive index by applying an electric field, that is, an electro-optic effect is used. In DQPSK, a two parallel MZ modulator (hereinafter referred to as an IQ modulator) composed of two MZ modulators is used. In this IQ modulator, an MZ modulator as an MZ interferometer is connected in parallel, and an In-phase channel (hereinafter referred to as I channel) which is a real part and a Quadrature-phase channel (hereinafter referred to as Q channel) which is an imaginary part. ) Are combined with a carrier phase difference of 90 degrees to generate a complex optical electric field.

一方、MZ変調器は、環境温度や時間変動の影響を受けて最適なバイアス電圧が変化するため、信号品質の安定化のためには高い精度の光変調器のバイアス制御が望まれる。これまでにも、OOKに用いるMZ変調器、DQPSKに用いるIQ変調器のバイアス電圧に関するフィードバック制御の報告例がある(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   On the other hand, in the MZ modulator, since the optimum bias voltage changes under the influence of environmental temperature and time fluctuation, high-precision optical modulator bias control is desired to stabilize the signal quality. There have been reported examples of feedback control related to bias voltages of an MZ modulator used for OOK and an IQ modulator used for DQPSK (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開2000−171766号公報JP 2000-171766 A 特開2008−92172号公報JP 2008-92172 A

今後、通信トラフィックの増大に伴い、40 Gbps、100 Gbpsといった高速な光送受信機が望まれる。このような高速光送受信機に適用する変調方式には、構成部品の高速化が難しくなる背景も伴い、1シンボルで伝送可能な情報量を拡大できるものが好ましい。このような変調方式として、搬送波を複数のサブキャリアに分割することでシンボルレートを低減する直交周波数分割多重であるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)や、90度位相が異なる2つの搬送波の振幅を独立に変調し、それぞれの搬送波を複数の振幅値で変調する直交振幅変調であるQAM(Quadrature Amplitude Modulation)が有望である。2値をとるQAMでは1シンボルでNビットの伝送が可能であり、OOKに比べて、周波数利用効率をN倍に向上させることができる。 In the future, as communication traffic increases, high-speed optical transceivers such as 40 Gbps and 100 Gbps are desired. The modulation method applied to such a high-speed optical transceiver is preferably one that can increase the amount of information that can be transmitted with one symbol, with the background that it is difficult to increase the speed of the component parts. As such a modulation method, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), which is orthogonal frequency division multiplexing that reduces the symbol rate by dividing a carrier into a plurality of subcarriers, and the amplitudes of two carriers that are 90 degrees out of phase independently. QAM (Quadrature Amplitude Modulation), which is quadrature amplitude modulation in which each carrier wave is modulated with a plurality of amplitude values, is promising. In QAM taking 2 N values, N bits can be transmitted in one symbol, and the frequency utilization efficiency can be improved N times compared to OOK.

また、予等化技術は、光送受信機や光伝送路における波形歪みを送信側でディジタル信号処理により予め電気的に等化して伝送するものである。この予等化技術は、光学的な分散補償に比べてシステム構成を簡易にできる点や、受信側の分散補償に比べて等化量を増やせる点に優位性があり、40 Gbps、100 Gbpsというように、光伝送路における波形歪みの影響が大きくなる高速な光伝送技術の中でも、効果的な補償手段となり得る。   In the pre-equalization technique, waveform distortion in an optical transceiver or optical transmission line is electrically equalized and transmitted in advance by digital signal processing on the transmission side. This pre-equalization technique has advantages in that the system configuration can be simplified compared to optical dispersion compensation and that the amount of equalization can be increased compared to dispersion compensation on the receiving side, which is 40 Gbps and 100 Gbps. As described above, even in a high-speed optical transmission technique in which the influence of waveform distortion in the optical transmission path becomes large, it can be an effective compensation means.

OFDM、QAM、予等化のいずれの変調方式も、送信側で任意の振幅レベルをもつ光信号の生成が行われ、従来のようなディジタル信号変調とは異なり、線形な増幅動作と電気光変換動作が行われるようになり、アナログ信号変調としての光信号生成能力が望まれる。そして、ディジタル信号変調では、2値符号に対する光波形ごとに変調度がほぼ一定であるのに対し、アナログ信号変調では、光信号が任意の振幅レベルをもち、光波形ごとに変調度が異なることになる。   In any modulation scheme of OFDM, QAM, and pre-equalization, an optical signal having an arbitrary amplitude level is generated on the transmission side. Unlike conventional digital signal modulation, linear amplification operation and electro-optical conversion are performed. An operation is performed, and an optical signal generation capability as analog signal modulation is desired. In digital signal modulation, the degree of modulation is almost constant for each optical waveform with respect to a binary code, whereas in analog signal modulation, an optical signal has an arbitrary amplitude level, and the degree of modulation differs for each optical waveform. become.

しかし、特許文献1、2に開示された従来の光送信機は、変調度が一定であるディジタル信号変調を前提として、MZ変調器バイアスのフィードバック制御回路が設計されていた。このような従来の光送信機に対してOFDM、QAM、予等化の変調方式を適用しようとすると、アナログ信号変調では光波形ごとに変調度が異なり、変調度に応じてバイアス制御に適する制御パラメータが変化する場合があるので、信号品質の劣化が生じてしまうという問題点があった。   However, in the conventional optical transmitters disclosed in Patent Documents 1 and 2, the feedback control circuit for the MZ modulator bias has been designed on the premise of digital signal modulation with a constant degree of modulation. If an OFDM, QAM, or pre-equalization modulation scheme is applied to such a conventional optical transmitter, the degree of modulation differs for each optical waveform in analog signal modulation, and control suitable for bias control according to the degree of modulation. Since the parameter may change, there is a problem that signal quality is deteriorated.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、光波形ごとに変調度が異なるようなアナログ信号変調に適用した場合でも、安定した光変調器バイアスの制御を実現することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and realizes stable optical modulator bias control even when applied to analog signal modulation in which the degree of modulation differs for each optical waveform. It is an object.

この発明に係る光送信機は、入力した送信データ系列に基づいてアナログ信号を生成するアナログ信号生成部と、前記アナログ信号に基づいて光を変調し、この変調した光信号を出力する光変調器と、前記光変調器に印加するバイアス電圧のフィードバック制御を行うバイアス制御回路と、前記光信号に対応する変調度を示す変調度情報に基づいて前記バイアス電圧の制御に用いる制御パラメータを調整する調整回路と、を備え、前記調整回路は、前記アナログ信号を生成するための設定情報に応じて変化させる前記変調度情報に基づいて前記制御パラメータを調整するものである。
An optical transmitter according to the present invention includes an analog signal generation unit that generates an analog signal based on an input transmission data sequence, and an optical modulator that modulates light based on the analog signal and outputs the modulated optical signal A bias control circuit for performing feedback control of a bias voltage applied to the optical modulator, and an adjustment for adjusting a control parameter used for controlling the bias voltage based on modulation degree information indicating a modulation degree corresponding to the optical signal And the adjustment circuit adjusts the control parameter based on the modulation degree information that is changed according to setting information for generating the analog signal.

この発明によれば、例えばOFDM、QAM、予等化による光波形ごとに変調度が異なるようなアナログ信号変調を行う光変調器を有する光送信機において、変調度に応じて制御パラメータを調整できるようにすることで、安定した光変調器バイアスの制御が可能になるという効果を奏する。   According to the present invention, for example, in an optical transmitter having an optical modulator that performs analog signal modulation such that the modulation degree differs for each optical waveform by OFDM, QAM, and pre-equalization, the control parameter can be adjusted according to the modulation degree By doing so, there is an effect that stable control of the optical modulator bias becomes possible.

この発明の実施の形態1による光送信機を示す構成図1 is a block diagram showing an optical transmitter according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1による光送信機を説明するための説明図Explanatory drawing for demonstrating the optical transmitter by Embodiment 1 of this invention この発明の実施の形態1による光送信機を説明するための説明図Explanatory drawing for demonstrating the optical transmitter by Embodiment 1 of this invention この発明の実施の形態2による光送信機を示す構成図Configuration diagram showing an optical transmitter according to a second embodiment of the present invention.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による光送信機を示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図1において、実施の形態1の光送信機は、送信データ系列に基づいてアナログ変調電気信号としてのアナログ信号を生成するアナログ信号生成部1と、光源2と、変調信号を光信号に変換するMZ(Mach-Zehnder)型光変調器(以下、MZ変調器という)3と、アナログ信号をリニアに増幅して変調信号として出力するドライバ4と、光信号出力強度を検出する光検出部5と、MZ変調器3のバイアス電圧を一定制御するために設けた制御信号源6と、光変調後に検出したモニタ信号に含まれる制御信号から誤差成分である制御誤差信号を抽出するために設けた同期検波回路7と、同期検波後に検出した誤差成分が無くなるようにMZ変調器3のバイアス電圧を制御するバイアス制御回路8と、MZ変調器3のバイアス電圧に重畳する制御信号振幅を調整する調整回路9で構成される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an optical transmitter according to Embodiment 1 of the present invention. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts. In FIG. 1, the optical transmitter according to the first embodiment converts an analog signal generation unit 1 that generates an analog signal as an analog modulated electric signal based on a transmission data sequence, a light source 2, and the modulation signal into an optical signal. MZ (Mach-Zehnder) type optical modulator (hereinafter referred to as MZ modulator) 3, a driver 4 that linearly amplifies an analog signal and outputs it as a modulation signal, and a light detection unit 5 that detects an optical signal output intensity, The control signal source 6 provided for constant control of the bias voltage of the MZ modulator 3 and the synchronization provided for extracting a control error signal as an error component from the control signal included in the monitor signal detected after optical modulation. A detection circuit 7; a bias control circuit 8 that controls the bias voltage of the MZ modulator 3 so that an error component detected after synchronous detection is eliminated; and a control signal that is superimposed on the bias voltage of the MZ modulator 3. Consisting of regulating circuit 9 to adjust the width.

図1において、光源2、MZ変調器3の光入出力部、光検出部5の光入力部は、例えば光ファイバケーブルを介して光学的に接続されている。また、アナログ信号生成部1、MZ変調器3の変調電極およびバイアス電極、ドライバ4、光検出部5の電気出力部、制御信号源6、同期検波回路7、バイアス制御回路8、調整回路9は、例えば電気配線を介して電気的に接続されている。   In FIG. 1, the light source 2, the light input / output unit of the MZ modulator 3, and the light input unit of the light detection unit 5 are optically connected via, for example, an optical fiber cable. The analog signal generator 1, the modulation and bias electrodes of the MZ modulator 3, the driver 4, the electrical output unit of the light detection unit 5, the control signal source 6, the synchronous detection circuit 7, the bias control circuit 8, and the adjustment circuit 9 For example, they are electrically connected via electric wiring.

アナログ信号生成部1は、例えば伝送速度40 Gbpsで1か0の2値符号をとるディジタル電気信号としての送信データ系列に、例えばOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)または予等化技術によるディジタル信号処理を施すディジタル回路と、そのディジタル回路からのディジタル電気信号をアナログ信号に変換して出力するディジタル/アナログ変換回路とを備えている。そのディジタル回路は、メモリから読み出したアナログ信号を生成するための設定情報を用いてディジタル信号処理を行う。なお、アナログ信号生成部1の構成は、これに限られるものではなく、要するに光波形に応じて変調度が変化するような光信号に対応する任意のアナログ信号を生成するためのものを、この発明の実施の形態1として適用可能である。   The analog signal generation unit 1 converts, for example, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), QAM (Quadrature Amplitude Modulation), pre-etc. And a digital circuit for performing digital signal processing by the digital technology and a digital / analog conversion circuit for converting a digital electric signal from the digital circuit into an analog signal and outputting the analog signal. The digital circuit performs digital signal processing using setting information for generating an analog signal read from the memory. The configuration of the analog signal generation unit 1 is not limited to this. In short, the analog signal generation unit 1 is for generating an arbitrary analog signal corresponding to an optical signal whose degree of modulation changes according to the optical waveform. It is applicable as Embodiment 1 of the invention.

なお、上述のように、OFDMは、搬送波を複数のサブキャリアに分割することでシンボルレートを低減する直交周波数分割多重方式である。QAMは、90度位相が異なる2つの搬送波の振幅を独立に変調し、それぞれの搬送波を複数の振幅値で変調する直交振幅変調方式である。2値をとるQAMでは1シンボルでNビットの伝送が可能であり、OOKに比べて、周波数利用効率をN倍に向上させることができる。アナログ信号生成部1において、これらの変調方式は、構成部品を高速化することなく、1シンボルで伝送可能な情報量を拡大することで、40 Gbpsや100 Gbps以上の高速な光通信を実現できる点に優位性をもつ。 Note that, as described above, OFDM is an orthogonal frequency division multiplexing system that reduces a symbol rate by dividing a carrier into a plurality of subcarriers. QAM is a quadrature amplitude modulation method in which the amplitudes of two carriers that are 90 degrees out of phase are independently modulated, and each carrier is modulated with a plurality of amplitude values. In QAM taking 2 N values, N bits can be transmitted in one symbol, and the frequency utilization efficiency can be improved N times compared to OOK. In the analog signal generation unit 1, these modulation methods can realize high-speed optical communication of 40 Gbps or 100 Gbps or more by increasing the amount of information that can be transmitted in one symbol without increasing the speed of the components. Has an advantage in terms.

また、上述のように、予等化技術は、光送受信機や光伝送路における波形歪みを送信側でディジタル信号処理により予め電気的に等化して伝送するものである。アナログ信号生成部1において、この予等化技術は、光学的な分散補償に比べてシステム構成を簡易にできる点や、受信側の分散補償に比べて等化量を増やせる点に優位性があり、40 Gbpsや100 Gbps以上というように、光伝送路における波形歪みの影響が大きくなる高速な光伝送技術の中でも、効果的な補償手段となる。   In addition, as described above, the pre-equalization technique is to electrically equalize and transmit waveform distortion in an optical transmitter / receiver or an optical transmission line in advance by digital signal processing on the transmission side. In the analog signal generation unit 1, this pre-equalization technique has an advantage in that the system configuration can be simplified as compared with optical dispersion compensation and the amount of equalization can be increased as compared with dispersion compensation on the reception side. As a high-speed optical transmission technique in which the influence of waveform distortion in the optical transmission line is large, such as 40 Gbps or 100 Gbps or more, it is an effective compensation means.

図1において、光源2は、例えばInP系化合物半導体混晶を構成材料とする半導体レーザであり、1.55μm波長帯の連続波としてのレーザ光を発光して出力する。なお、光源2の構成は、これに限られるものではなく、例えば1.3μm波長帯や、固体レーザ等を用いるようにしても良く、要するに所望の光通信を実現するための光を発光するものを、この発明の実施の形態1として適用可能である。   In FIG. 1, a light source 2 is a semiconductor laser having, for example, an InP compound semiconductor mixed crystal as a constituent material, and emits and outputs a laser beam as a continuous wave in a 1.55 μm wavelength band. The configuration of the light source 2 is not limited to this. For example, a 1.3 μm wavelength band, a solid-state laser, or the like may be used, and in short, emits light for realizing desired optical communication. Is applicable as Embodiment 1 of the present invention.

図1において、MZ変調器3は、例えばLiNbO結晶を構成材料とし、電界印加による屈折率変化、いわゆる電気光学効果を利用した光変調器である。MZ変調器3は、2つのY分岐光導波路の間に、図示しない電極を形成した2本の光導波路を並列に接続して、いわゆるMZ干渉計として構成されている。MZ変調器3は、このMZ干渉計を通過する光に対して、変調電極に入力された変調信号およびバイアス電極に入力されたバイアス電圧による屈折率変化に起因する2本の光導波路の間の位相差に応じた光強度変化を与えて出力する。MZ変調器3は、低チャープといった高い信号品質と高速性の両立が可能な光変調器である。なお、MZ変調器3の構成は、これに限られるものではなく、例えばInP系化合物半導体混晶等を構成材料に用いるようにしても良く、また、要するに変調度の変化に応じてバイアス制御に適する制御パラメータが変化するような光変調器を、この発明の実施の形態1として適用可能である。 In FIG. 1, an MZ modulator 3 is an optical modulator that uses, for example, a LiNbO 3 crystal as a constituent material and uses a change in refractive index by applying an electric field, that is, a so-called electro-optic effect. The MZ modulator 3 is configured as a so-called MZ interferometer by connecting in parallel two optical waveguides having electrodes (not shown) between two Y branch optical waveguides. The MZ modulator 3 uses a modulation signal input to the modulation electrode and a refractive index change caused by a bias voltage input to the bias electrode for light passing through the MZ interferometer. A light intensity change corresponding to the phase difference is given and output. The MZ modulator 3 is an optical modulator that can achieve both high signal quality such as low chirp and high speed. The configuration of the MZ modulator 3 is not limited to this. For example, an InP-based compound semiconductor mixed crystal or the like may be used as a constituent material, and in short, bias control is performed according to a change in the degree of modulation. An optical modulator in which a suitable control parameter changes can be applied as the first embodiment of the present invention.

光検出部5は、例えばInP系化合物半導体混晶を構成材料とするモニタPD(Photo-Diode)を備えている。光検出部5は、モニタPDにより、MZ変調器3の光出力から分岐された光出力の一部を電気信号に光電気変換して出力する。なお、光検出部5の構成は、これに限られるものではなく、例えばモニタPDにGe半導体結晶等を構成材料に用いるようにしても良い。   The light detection unit 5 includes a monitor PD (Photo-Diode) having, for example, an InP compound semiconductor mixed crystal as a constituent material. The light detection unit 5 photoelectrically converts a part of the optical output branched from the optical output of the MZ modulator 3 into an electrical signal by the monitor PD and outputs the electrical signal. The configuration of the light detection unit 5 is not limited to this. For example, a Ge semiconductor crystal or the like may be used as a constituent material for the monitor PD.

図1において、ドライバ4、制御信号源6、同期検波回路7、バイアス制御回路8、調整回路9は、電気回路として構成されている。なお、調整回路9は、マイクロコンピュータ等に実行させるコンピュータプログラムを用いてソフトウエア処理により実現するように構成しても良い。   In FIG. 1, the driver 4, the control signal source 6, the synchronous detection circuit 7, the bias control circuit 8, and the adjustment circuit 9 are configured as an electric circuit. The adjustment circuit 9 may be configured to be realized by software processing using a computer program executed by a microcomputer or the like.

次に動作について説明する。図1において、送信データ系列が光送信機の外部からアナログ信号生成部1に入力される。アナログ信号生成部1は、入力した送信データ系列に基づいて、上述のOFDMや予等化によるアナログ信号を生成してドライバ4に出力する。ドライバ4は、入力したアナログ信号をリニアに増幅し、主信号である変調信号としてMZ変調器3の変調電極に出力する。一方、光源2は、レーザ光を発光してMZ変調器3に出力する。そして、バイアス制御回路8で制御されたバイアス電圧がバイアス電極に印加されているMZ変調器3は、入力されたレーザ光に変調を与える動作により、変調電極に入力された変調信号を光信号に変換し、OFDMや予等化による光信号として光送信機の外部に出力する。   Next, the operation will be described. In FIG. 1, a transmission data series is input to an analog signal generation unit 1 from the outside of an optical transmitter. The analog signal generation unit 1 generates an analog signal based on the above-described OFDM or pre-equalization based on the input transmission data sequence and outputs the analog signal to the driver 4. The driver 4 linearly amplifies the input analog signal and outputs it to the modulation electrode of the MZ modulator 3 as a modulation signal which is a main signal. On the other hand, the light source 2 emits laser light and outputs it to the MZ modulator 3. The MZ modulator 3 to which the bias voltage controlled by the bias control circuit 8 is applied to the bias electrode converts the modulation signal input to the modulation electrode into an optical signal by the operation of modulating the input laser light. The signal is converted and output to the outside of the optical transmitter as an optical signal by OFDM or pre-equalization.

次にバイアス制御に関する動作について詳細に説明する。図1において、バイアス制御回路8は、制御信号源6から発生したディザと呼ばれる主信号帯域外の低周波成分としての制御信号が重畳されたバイアス電圧をMZ変調器3のバイアス電極に印加し、光検出部5で検出したモニタ信号に含まれる制御信号が最小になるようにフィードバック制御を行い、環境温度や時間変動の影響による最適なバイアス電圧からの変動の補償を行う。   Next, operations related to bias control will be described in detail. In FIG. 1, the bias control circuit 8 applies a bias voltage on which a control signal as a low frequency component outside the main signal band called dither generated from the control signal source 6 is superimposed to the bias electrode of the MZ modulator 3, Feedback control is performed so that the control signal included in the monitor signal detected by the light detection unit 5 is minimized, and the variation from the optimum bias voltage due to the influence of the environmental temperature and time variation is compensated.

図2は、2Vπの最大駆動振幅を有するMZ変調器3を、主信号の駆動振幅Vsignal[Vpp]でNULL点を中心に駆動し、制御信号振幅Vdither[Vpp]でバイアス制御を行った場合の駆動電圧と光出力強度との関係の一例を示す図である。図2の曲線は、MZ変調器3の駆動電圧と光出力強度との関係を示している。図2の曲線の下側には、MZ変調器3の電気駆動波形を示し、図2の曲線の右側には、MZ変調器3から出力される光出力波形の主信号成分を示している。なお、駆動振幅2Vπで駆動した場合には、光出力強度の最大値を用いることができるため、変調度が100%となる。   FIG. 2 shows a case where the MZ modulator 3 having the maximum drive amplitude of 2Vπ is driven around the NULL point with the drive amplitude Vsignal [Vpp] of the main signal and the bias control is performed with the control signal amplitude Vdither [Vpp]. It is a figure which shows an example of the relationship between a drive voltage and optical output intensity. The curve in FIG. 2 shows the relationship between the drive voltage of the MZ modulator 3 and the light output intensity. The electric drive waveform of the MZ modulator 3 is shown below the curve in FIG. 2, and the main signal component of the optical output waveform output from the MZ modulator 3 is shown on the right side of the curve in FIG. In the case of driving with a driving amplitude of 2Vπ, the maximum value of the light output intensity can be used, so that the modulation degree is 100%.

バイアス制御回路8による制御誤差を最小限に抑えるためには、最適なバイアス電圧からずれた場合に、MZ変調器3のバイアス電極に重畳させた制御信号を、光検出部5と同期検波回路7を通じて良好なS/N(Signal / Noise)比で検出可能にすることが好ましい。制御信号成分のS/N比の観点からは、制御信号振幅は大きい方が良い。しかし、主信号の受信識別時に不要な制御信号振幅が存在すると、主信号成分のS/N比の劣化につながり、受信感度の劣化を招く。このため、制御信号を重畳しつつ、主信号の信号品質の劣化を防ぐためには、主信号の駆動振幅に対する制御信号振幅比Aを一定値以下に抑えることが望ましい。このAと、主信号の駆動振幅Vsignalと制御信号振幅Vditherとの関係は、式(1)に示す通りである。
A=Vdither/Vsignal ・・・(1)
In order to suppress the control error due to the bias control circuit 8 to the minimum, the control signal superposed on the bias electrode of the MZ modulator 3 when the deviation from the optimum bias voltage is applied to the photodetector 5 and the synchronous detection circuit 7. It is preferable that detection is possible with a good S / N (Signal / Noise) ratio. From the viewpoint of the S / N ratio of the control signal component, a larger control signal amplitude is better. However, if there is an unnecessary control signal amplitude at the time of reception recognition of the main signal, the S / N ratio of the main signal component is deteriorated and reception sensitivity is deteriorated. Therefore, in order to prevent deterioration of the signal quality of the main signal while superimposing the control signal, it is desirable to suppress the control signal amplitude ratio A with respect to the drive amplitude of the main signal to a certain value or less. The relationship between A, the drive amplitude Vsignal of the main signal, and the control signal amplitude Vdither is as shown in Expression (1).
A = Vdither / Vsignal (1)

一方、任意のアナログ信号を取り扱う場合は、光波形の設計値ごとに変調度mが異なる。変調度mと主信号の駆動振幅Vsignalと変調器の最大駆動振幅2Vπとの関係は、式(2)に示す通りである。式(1)と式(2)から、制御信号振幅Vditherは、式(3)に示す通りに求めることができる。
m=Vsignal/2Vπ ・・・(2)
Vdither=2Vπ×m×A ・・・(3)
On the other hand, when an arbitrary analog signal is handled, the degree of modulation m differs for each design value of the optical waveform. The relationship between the modulation degree m, the driving amplitude Vsignal of the main signal, and the maximum driving amplitude 2Vπ of the modulator is as shown in Expression (2). From the equations (1) and (2), the control signal amplitude Vdither can be obtained as shown in the equation (3).
m = Vsignal / 2Vπ (2)
Vdither = 2Vπ × m × A (3)

従って、式(1)のAを所定の値に抑えるように、式(3)に基づいて、変調度mの設定値ごとに、制御信号の振幅Vditherを調整することが望ましい。本実施の形態1では、調整回路9において、このような変調度ごとに制御信号の振幅値を調整する機能を設けることで、任意の波形振幅ごとに、信号劣化が抑制されたバイアス制御を実現できる。なお、調整回路9で用いる変調度情報は、アナログ信号生成部1で用いるアナログ信号を生成するための設定情報と兼ねるようにすれば良い。また、調整回路9で用いる変調度情報は、光送信機の外部から入力するようにしても良い。   Therefore, it is desirable to adjust the amplitude Vdither of the control signal for each set value of the modulation factor m based on the equation (3) so that A in the equation (1) is suppressed to a predetermined value. In the first embodiment, the adjustment circuit 9 has a function of adjusting the amplitude value of the control signal for each modulation degree, thereby realizing bias control in which signal degradation is suppressed for each arbitrary waveform amplitude. it can. Note that the modulation degree information used in the adjustment circuit 9 may be combined with setting information for generating an analog signal used in the analog signal generation unit 1. Further, the modulation degree information used in the adjustment circuit 9 may be input from the outside of the optical transmitter.

なお、本実施の形態1では、予め複数の変調度mと制御信号振幅Vditherとの関係をテーブル情報として記録したメモリを調整回路9に備えるようにしても良い。また、MZ変調器3に用いる光変調器の個体ごとに最大駆動振幅2Vπの電圧振幅値は異なるため、異なる2Vπの情報をメモリに書き込んでおくことで、変調度情報をもとに、各MZ変調器の個体差によるばらつきを織り込んだ制御信号振幅の調整が可能である。   In the first embodiment, the adjustment circuit 9 may be provided with a memory in which the relationship between a plurality of modulation degrees m and the control signal amplitude Vdither is previously recorded as table information. Further, since the voltage amplitude value of the maximum drive amplitude 2Vπ is different for each optical modulator used in the MZ modulator 3, by writing different information of 2Vπ in the memory, each MZ is based on the modulation degree information. It is possible to adjust the control signal amplitude taking into account variations due to individual differences in the modulator.

また、本実施の形態1では、光検出部5で検出可能な変調度情報に基づいて、制御信号振幅を調整するようにしても良い。MZ変調器3における変調度mと変調度100%の光出力を基準にした場合の光出力P(m)との関係は、式(4)で表され、図3に示す通りである。
P(m)=sin(m×π/2)+sin((−1)×m×π/2)・・・(4)
In the first embodiment, the control signal amplitude may be adjusted based on the modulation degree information detectable by the light detection unit 5. The relationship between the modulation degree m in the MZ modulator 3 and the light output P (m) based on the light output with the modulation degree of 100% is expressed by Expression (4) and is as shown in FIG.
P (m) = sin 2 (m × π / 2) + sin 2 ((−1) × m × π / 2) (4)

図3において、変調度mと変調度100%の光出力を基準にした場合の光出力P(m)との関係は、MZ変調器3の消光特性で決まる。式(4)に基づいて、光検出部5で検出した光強度P(m)から変調度mを求め、式(3)に基づいて、制御信号振幅Vditherを調整するようにしても良い。これにより、光送信機の外部から変調度情報を入力しなくても、送信機の内部で自律的に制御信号振幅を調整することができる。そして、MZ変調器3の出力側で光出力を検出するため、光送信機を構成する光源2の光出力、MZ変調器3の挿入損失、光検出部5のモニタPD感度、MZ変調器3の2Vπ、ドライバ4の駆動振幅まで織り込んだ光送信機を構成する各部品の動作環境変化に起因する変調度mの変動をリアルタイムに検出可能である。これにより、各構成部品の個体差によるばらつきや温度変動まで含めた制御信号振幅Vditherの調整が可能である。   In FIG. 3, the relationship between the modulation power m and the light output P (m) based on the light output of 100% modulation is determined by the extinction characteristic of the MZ modulator 3. The modulation degree m may be obtained from the light intensity P (m) detected by the light detection unit 5 based on the equation (4), and the control signal amplitude Vdither may be adjusted based on the equation (3). Thereby, the control signal amplitude can be adjusted autonomously inside the transmitter without inputting modulation degree information from the outside of the optical transmitter. In order to detect the optical output on the output side of the MZ modulator 3, the optical output of the light source 2 constituting the optical transmitter, the insertion loss of the MZ modulator 3, the monitor PD sensitivity of the light detection unit 5, the MZ modulator 3 Therefore, it is possible to detect in real time a change in the modulation factor m caused by a change in the operating environment of each component of the optical transmitter that incorporates up to 2 Vπ of the driving amplitude of the driver 4. As a result, it is possible to adjust the control signal amplitude Vdither including variations due to individual differences among components and temperature variations.

また、本実施の形態1では、変調度情報だけでなく、本光送信機の主信号成分を受信した光受信機で判定したビットエラーレートを示すビットエラー情報に基づいて、調整回路9が制御信号振幅Vditherを調整するようにしても良い。すなわち、最初にMZ変調器3の光出力から読み出した変調度情報に基づいて、制御信号振幅値を調整した後、光受信機のビットエラー情報に基づいて制御信号振幅を微調整しても良い。これにより、式(4)に基づいて光出力から読み出した変調度情報はDC成分だけであるが、実際のビットエラー情報を読み出すことでAC成分も含めた高い精度での制御信号振幅の調整が可能になる。   In the first embodiment, the adjustment circuit 9 controls not only the modulation degree information but also the bit error information indicating the bit error rate determined by the optical receiver that has received the main signal component of the present optical transmitter. The signal amplitude Vdither may be adjusted. That is, after adjusting the control signal amplitude value based on the modulation degree information read from the optical output of the MZ modulator 3 first, the control signal amplitude may be finely adjusted based on the bit error information of the optical receiver. . Thereby, the modulation degree information read from the optical output based on the equation (4) is only the DC component, but the control signal amplitude can be adjusted with high accuracy including the AC component by reading the actual bit error information. It becomes possible.

さらに、本実施の形態1では、バイアス制御回路8のオフセット調整を調整回路9で行うようにしても良い。実際のバイアス制御のためのアナログ回路では、光検出部5のモニタPDのオフセット成分、アナログ信号成分のDUTYのばらつき、制御ブロック中のオフセット成分などが存在するため、最適なバイアス電圧に対して、検出される制御信号の誤差成分がゼロにならない場合がある。その場合、バイアス制御回路8の収束させたいターゲット値である収束点に対して、故意にオフセット成分を設けることで、最適な駆動状態となるようにすることが望ましい。そこで、本実施の形態1では、調整回路9において、変調度情報やビットエラー情報に基づき、制御信号の振幅値を調整した後に、変調度情報やビットエラー情報に基づき、予め設定したバイアス制御回路8の収束点に対するオフセット成分を調整する仕組みを追加しても良い。これにより、任意のアナログ信号に対して、ビットエラーレートが最小になるような高い信号品質を維持したバイアス制御を実現できる。   Further, in the first embodiment, the offset adjustment of the bias control circuit 8 may be performed by the adjustment circuit 9. In the analog circuit for actual bias control, there are offset components of the monitor PD of the light detection unit 5, DUTY variations of the analog signal components, offset components in the control block, and so on. In some cases, the error component of the detected control signal does not become zero. In this case, it is desirable that an optimum drive state is obtained by intentionally providing an offset component for the convergence point that is the target value to be converged by the bias control circuit 8. Therefore, in the first embodiment, after the adjustment circuit 9 adjusts the amplitude value of the control signal based on the modulation degree information and the bit error information, the bias control circuit set in advance based on the modulation degree information and the bit error information. A mechanism for adjusting an offset component with respect to 8 convergence points may be added. As a result, it is possible to realize bias control that maintains a high signal quality such that the bit error rate is minimized with respect to an arbitrary analog signal.

以上のように、この発明の実施の形態1による光送信機は、調整回路9が、変調度情報に基づいて、MZ変調器3のバイアス電圧のフィードバック制御に用いる制御パラメータとして、制御信号の振幅値やターゲット値のオフセット成分を調整するようにしたものである。これにより、例えばOFDM、予等化による光波形ごとに変調度が異なるようなアナログ信号変調を行う光変調器において、安定したバイアス制御が可能になるという作用効果を奏する。ひいては、例えばOFDM、予等化による高い信号品質を維持した光通信が実現可能となる。   As described above, in the optical transmitter according to Embodiment 1 of the present invention, the adjustment circuit 9 uses the amplitude of the control signal as the control parameter used for feedback control of the bias voltage of the MZ modulator 3 based on the modulation degree information. The offset component of the value and target value is adjusted. Thus, for example, in an optical modulator that performs analog signal modulation in which the degree of modulation differs for each optical waveform by OFDM or pre-equalization, there is an effect that stable bias control is possible. As a result, for example, optical communication that maintains high signal quality by OFDM or pre-equalization can be realized.

実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2による光送信機を示す構成図であり、図1に示した光送信機の構成において、MZ変調器3、ドライバ4、バイアス制御回路8に代え、2個のMZ変調器で構成される2並列MZ型光変調器(以下、IQ変調器という)3a、実数部であるIn-phase channel(以下、Iチャネルという)用のドライバ4a、虚数部であるQuadrature-phase channel(以下、Qチャネルという)用のドライバ4b、IQ変調器3aのためのバイアス制御回路8aを備えていることを示している。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。
Embodiment 2. FIG.
4 is a block diagram showing an optical transmitter according to the second embodiment of the present invention. In the configuration of the optical transmitter shown in FIG. 1, instead of the MZ modulator 3, the driver 4, and the bias control circuit 8, FIG. Two parallel MZ type optical modulators (hereinafter referred to as IQ modulators) 3a composed of MZ modulators, a driver 4a for an in-phase channel (hereinafter referred to as I channel) which is a real part, and an imaginary part It shows that a driver 4b for quadrature-phase channel (hereinafter referred to as Q channel) and a bias control circuit 8a for the IQ modulator 3a are provided. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts.

図4において、実施の形態2による光送信機は、IチャネルとQチャネルをそれぞれ独立に変調可能で図示しないIチャネル用変調電極とQチャネル用変調電極を備えたIQ変調器3aと、Iチャネル用変調電極にIch変調信号を供給するIチャネル用のドライバ4aと、Qチャネル用変調電極にQch変調信号を供給するQチャネル用のドライバ4bと、IQ変調器3aの光出力から検出したモニタ信号に基づいて、IchバイアスとQchバイアスと位相バイアスを制御するバイアス制御回路8aを備え、それ以外は実施の形態1の光送信機と同様の構成である。以下、実施の形態1と同様の構成による同様の動作については説明を省略する場合がある。   In FIG. 4, the optical transmitter according to the second embodiment includes an IQ modulator 3a that can modulate an I channel and a Q channel independently and includes an I channel modulation electrode and a Q channel modulation electrode (not shown), and an I channel. Monitor signal detected from the optical output of the IQ modulator 3a, the I channel driver 4a that supplies the Ich modulation signal to the modulation electrode, the Q channel driver 4b that supplies the Qch modulation signal to the Q channel modulation electrode Is provided with a bias control circuit 8a for controlling the Ich bias, the Qch bias, and the phase bias, and the rest of the configuration is the same as that of the optical transmitter according to the first embodiment. Hereinafter, description of the same operation with the same configuration as that of the first embodiment may be omitted.

図4において、IQ変調器3aは、2個のMZ変調器をMZ干渉計として並列に接続し、実数部であるIチャネルのIch変調信号と虚数部であるQチャネルのQch変調信号とを、90度の搬送波位相差を与えて合波することで、複素光電界を生成するものである。IQ変調器3aは、各MZ変調器に変調電極とバイアス電極を備えているとともに、各MZ変調器を並列に接続する光導波路の片方に位相制御電極を備えている。なお、Iチャネル用のドライバ4a、Qチャネル用のドライバ4b、バイアス制御回路8aは、アナログ回路として構成されている。   In FIG. 4, an IQ modulator 3a connects two MZ modulators in parallel as an MZ interferometer, and an I channel Ich modulation signal that is a real part and a Qch Qch modulation signal that is an imaginary part, A complex optical electric field is generated by multiplexing by applying a carrier phase difference of 90 degrees. The IQ modulator 3a includes a modulation electrode and a bias electrode in each MZ modulator, and a phase control electrode on one of optical waveguides connecting the MZ modulators in parallel. The I-channel driver 4a, the Q-channel driver 4b, and the bias control circuit 8a are configured as analog circuits.

次に動作について説明する。図4において、IQ変調器3aは、光源2から入力された光を、ドライバ4aまたはドライバ4bからそれぞれ独立に入力されたIch変調信号またはQch変調信号に基づいて変調し、QAMや予等化による光信号として例えば光ファイバとしての光伝送路に出力する。   Next, the operation will be described. In FIG. 4, the IQ modulator 3a modulates the light input from the light source 2 based on the Ich modulation signal or the Qch modulation signal input independently from the driver 4a or the driver 4b, respectively, by QAM or pre-equalization. For example, the optical signal is output to an optical transmission line as an optical fiber.

2並列MZ型光変調器をIQ変調器として用いる場合、駆動電圧対光出力強度の山から谷、すなわち位相πに対応する駆動電圧の振幅であるVπの2倍(2Vπ)の振幅の波形の電圧で駆動するときに、変調度は最大である100%となる。   When a two-parallel MZ type optical modulator is used as an IQ modulator, a waveform having an amplitude that is twice (2Vπ) the amplitude of the driving voltage corresponding to the phase π, ie, from the peak to the valley of the driving voltage versus the optical output intensity. When driven by voltage, the modulation factor is 100%, which is the maximum.

バイアス制御回路8aは、実施の形態1で示したMZ変調器3のバイアス制御と同様にして、ディザと呼ばれる主信号帯域外の低周波成分であるIチャネル用とQチャネル用の制御信号が各バイアス電圧にそれぞれ重畳されたIchバイアスとQchバイアスを、IQ変調器3aの各バイアス電極に印加し、光検出部5で検出したモニタ信号に含まれる各制御信号が最小になるようにフィードバック制御を行う回路を備えている。なお、Iチャネル用とQチャネル用にディザ周波数を分けることで、2つのMZ変調器を独立して制御可能である。   In the same way as the bias control of the MZ modulator 3 shown in the first embodiment, the bias control circuit 8a receives control signals for I channel and Q channel, which are low frequency components outside the main signal band called dither. The Ich bias and Qch bias respectively superimposed on the bias voltage are applied to each bias electrode of the IQ modulator 3a, and feedback control is performed so that each control signal included in the monitor signal detected by the light detection unit 5 is minimized. A circuit to perform is provided. Note that the two MZ modulators can be controlled independently by dividing the dither frequency for the I channel and the Q channel.

また、バイアス制御回路8aは、Ich変調信号またはQch変調信号に基づいて変調された各光信号に90度の搬送波位相差を与えるように、IQ変調器3aの位相制御電極に位相バイアスを印加する回路も備えている。   Further, the bias control circuit 8a applies a phase bias to the phase control electrode of the IQ modulator 3a so as to give a carrier phase difference of 90 degrees to each optical signal modulated based on the Ich modulation signal or the Qch modulation signal. It also has a circuit.

ここで、Ich変調信号とQch変調信号としての主信号の駆動振幅が同じ値で、各々のMZ変調器の2Vπが同じ値である場合、式(1)、式(2)、式(3)は、実施の形態1と同様に成り立ち、Iチャネル用とQチャネル用の制御信号振幅は同じ値に設定すれば良い。実施の形態2では、調整回路9に、変調度ごとにIチャネル用とQチャネル用の制御信号振幅を同じ値になるように調整する機能を設けることで、任意の波形振幅ごとに、信号劣化が抑制されたバイアス制御を実現できる。調整回路9で用いる変調度情報は、アナログ信号生成部1で用いるアナログ信号を生成するための設定情報と兼ねるようにすれば良い。また、調整回路9で用いる変調度情報は、光送信機の外部から入力するようにしても良い。   Here, when the drive amplitudes of the main signal as the Ich modulation signal and the Qch modulation signal are the same value, and 2Vπ of each MZ modulator is the same value, the equations (1), (2), and (3) The same holds true for the first embodiment, and the control signal amplitude for the I channel and the Q channel may be set to the same value. In the second embodiment, the adjustment circuit 9 is provided with a function of adjusting the control signal amplitude for the I channel and the Q channel for each modulation degree so as to have the same value, so that the signal degradation is performed for each arbitrary waveform amplitude. It is possible to realize bias control in which is suppressed. The modulation degree information used in the adjustment circuit 9 may be combined with setting information for generating an analog signal used in the analog signal generation unit 1. Further, the modulation degree information used in the adjustment circuit 9 may be input from the outside of the optical transmitter.

なお、本実施の形態2では、ドライバ4aとドライバ4bの各々の出力部に図示しないピーク検波回路を設けて、このピーク検波回路から読み出した各々のドライバ出力振幅情報に基づき、Iチャネル用とQチャネル用の制御信号振幅を個別に異なる値に調整するようにしても良い。光検出部5から読み取れる変調度情報は、IチャネルとQチャネルの変調度の総和であり、IチャネルとQチャネルの変調度情報をそれぞれに切り分けすることはできない。ドライバ4a、4bの出力部に上記ピーク検波回路を追加して設けることで、IチャネルとQチャネルの変調度を個別に把握することができる。これにより、Iチャネル用とQチャネル用の制御信号振幅を個別に調整することで、IチャネルとQチャネルともに制御信号による主信号の信号劣化が抑えられて高い信号品質を維持できる。   In the second embodiment, a peak detection circuit (not shown) is provided at each output section of the driver 4a and the driver 4b. Based on each driver output amplitude information read from the peak detection circuit, the I channel and Q channel The channel control signal amplitude may be individually adjusted to a different value. The modulation degree information that can be read from the light detection unit 5 is the sum of the modulation degrees of the I channel and the Q channel, and the modulation degree information of the I channel and the Q channel cannot be separated into each. By additionally providing the peak detection circuit at the output part of the drivers 4a and 4b, the modulation degree of the I channel and the Q channel can be grasped individually. Thereby, by individually adjusting the control signal amplitudes for the I channel and the Q channel, signal degradation of the main signal due to the control signal is suppressed in both the I channel and the Q channel, and high signal quality can be maintained.

また、IQ変調器3aは、一つのMZ変調器の変調電極が単相駆動と差動駆動のどちらの場合でも良い。MZ変調器が差動駆動型である場合、ドライバ4aとドライバ4bの各々は、入出力1つの単相駆動型を2個使いでも、入出力2つの差動駆動型を1個使いでも良い。   The IQ modulator 3a may be either a single-phase drive or a differential drive for the modulation electrode of one MZ modulator. When the MZ modulator is a differential drive type, each of the driver 4a and the driver 4b may use two single-phase drive types with one input / output or one differential drive type with two input / outputs.

本実施の形態2では、実施の形態1と同様にして、予め複数の変調度と制御信号振幅との関係をテーブル情報として記録したメモリを調整回路9に備えるようにしても良い。変調度情報をもとに、各MZ変調器の個体差によるばらつきを織り込んだ制御信号振幅の調整が可能であるという同様の効果を奏する。   In the second embodiment, as in the first embodiment, the adjustment circuit 9 may be provided with a memory in which a relationship between a plurality of modulation degrees and control signal amplitudes is recorded in advance as table information. Based on the modulation degree information, the same effect is obtained that the control signal amplitude can be adjusted in consideration of variations due to individual differences among the MZ modulators.

また、本実施の形態2では、実施の形態1と同様にして、光検出部5で検出可能な変調度情報に基づいて、制御信号振幅を調整するようにしても良い。IQ変調器3aにおける変調度と光出力との関係は、(4)式と図3で示すものと同じであり、光検出部5で検出した光強度から変調度を求め、制御信号振幅を調整しても良い。これにより、送信機の外部から変調度情報を入力しなくても、送信機の内部で自律的に制御信号振幅を調整することができる。そして、各構成部品の個体差によるばらつきや温度変動まで含めた制御信号振幅の調整が可能である。   In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the control signal amplitude may be adjusted based on the modulation degree information that can be detected by the light detection unit 5. The relationship between the modulation degree and the optical output in the IQ modulator 3a is the same as that shown in the equation (4) and FIG. 3, and the modulation degree is obtained from the light intensity detected by the light detection unit 5 and the control signal amplitude is adjusted. You may do it. Thus, the control signal amplitude can be adjusted autonomously inside the transmitter without inputting modulation degree information from the outside of the transmitter. Then, it is possible to adjust the control signal amplitude including variations due to individual differences between components and temperature variations.

本実施の形態2では、実施の形態1と同様にして、変調度情報だけでなく、本光送信機の主信号成分を受信した光受信機で判定したビットエラーレートを示すビットエラー情報に基づいて、調整回路9が制御信号振幅を調整するようにしても良い。すなわち、変調度情報に基づいて制御信号振幅値を調整した後、光受信機のビットエラー情報に基づいて制御信号振幅を微調整することで、信号のAC成分を含めた高精度での制御信号振幅の調整が可能になる。   In the second embodiment, similarly to the first embodiment, not only the modulation degree information but also the bit error information indicating the bit error rate determined by the optical receiver that has received the main signal component of the present optical transmitter. Thus, the adjustment circuit 9 may adjust the control signal amplitude. That is, after adjusting the control signal amplitude value based on the modulation degree information, the control signal amplitude is finely adjusted based on the bit error information of the optical receiver, so that the control signal with high accuracy including the AC component of the signal is obtained. The amplitude can be adjusted.

本実施の形態2では、実施の形態1と同様にして、バイアス制御回路8aのオフセット調整を調整回路9で行うようにしても良い。変調度情報やビットエラー情報に基づき制御信号振幅を調整した後に、バイアス制御回路の収束させたいターゲット値に対して、故意にオフセット成分を設けて、ビットエラーレートが最小になるような高い信号品質を維持したバイアス制御を実現できる。   In the second embodiment, the adjustment of the offset of the bias control circuit 8a may be performed by the adjustment circuit 9 as in the first embodiment. High signal quality that minimizes the bit error rate by adjusting the control signal amplitude based on modulation degree information and bit error information and then intentionally providing an offset component for the target value to be converged by the bias control circuit Bias control that maintains the above can be realized.

以上のように、この発明の実施の形態2による光送信機は、調整回路9が、変調度情報に基づいて、IQ変調器3aのバイアス電圧のフィードバック制御に用いる制御パラメータとして、Iチャネル用とQチャネル用の制御信号の振幅値やターゲット値のオフセット成分を調整するようにしたものである。これにより、例えばQAMや予等化による光波形ごとに変調度が異なるようなアナログ変調を行う光変調器において、安定したバイアス制御が可能になるという作用効果を奏する。ひいては、例えばQAMや予等化による高い信号品質を維持した光通信が実現可能となる。   As described above, in the optical transmitter according to the second embodiment of the present invention, the adjustment circuit 9 is for the I channel as the control parameter used for feedback control of the bias voltage of the IQ modulator 3a based on the modulation degree information. The offset value of the amplitude value and target value of the control signal for the Q channel is adjusted. As a result, for example, an optical modulator that performs analog modulation in which the degree of modulation differs for each optical waveform by QAM or pre-equalization has an effect of enabling stable bias control. As a result, for example, optical communication maintaining high signal quality by QAM or pre-equalization can be realized.

なお、上述の実施の形態1および/または実施の形態2に記載の光送信機を2台以上設け、2台以上の光送信機から送信された光信号を波長多重して光ファイバを伝送させ、受信側で波長分離させて2台以上の光受信機で波長ごとに受信させるWDM(Wavelength Division Multiplexing)光通信システムに適用するようにしても良い。これにより、例えばOFDM、QAM、予等化による高い信号品質を維持した高速で大容量なWDM光通信システムが実現可能となる。   In addition, two or more optical transmitters described in the first embodiment and / or the second embodiment are provided, and the optical signals transmitted from the two or more optical transmitters are wavelength-multiplexed to transmit the optical fiber. In addition, it may be applied to a WDM (Wavelength Division Multiplexing) optical communication system in which wavelength separation is performed on the receiving side and reception is performed for each wavelength by two or more optical receivers. This makes it possible to realize a high-speed and large-capacity WDM optical communication system that maintains high signal quality by, for example, OFDM, QAM, and pre-equalization.

1 アナログ信号生成部
2 光源
3、3a 光変調器
4、4a、4b ドライバ
5 光検出部
6 制御信号源
7 同期検波回路
8、8a バイアス制御回路
9 調整回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Analog signal production | generation part 2 Light source 3, 3a Optical modulator 4, 4a, 4b Driver 5 Photodetection part 6 Control signal source 7 Synchronous detection circuit 8, 8a Bias control circuit 9 Adjustment circuit

Claims (7)

入力した送信データ系列に基づいてアナログ信号を生成するアナログ信号生成部と、
前記アナログ信号に基づいて光を変調し、この変調した光信号を出力する光変調器と、
前記光変調器に印加するバイアス電圧の制御を行うバイアス制御回路と、
前記光信号に対応する変調度を示す変調度情報に基づいて前記バイアス電圧のフィードバック制御に用いる制御パラメータを調整する調整回路と、
を備え、
前記調整回路は、前記アナログ信号を生成するための設定情報に応じて変化させる前記変調度情報に基づいて前記制御パラメータを調整することを特徴とする光送信機。
An analog signal generator for generating an analog signal based on the input transmission data sequence;
An optical modulator that modulates light based on the analog signal and outputs the modulated optical signal;
A bias control circuit for controlling a bias voltage applied to the optical modulator;
An adjustment circuit for adjusting a control parameter used for feedback control of the bias voltage based on modulation degree information indicating a modulation degree corresponding to the optical signal;
With
The optical transmitter is characterized in that the adjustment circuit adjusts the control parameter based on the modulation degree information changed according to setting information for generating the analog signal.
発光した光を前記光変調器に入力させる光源と、
前記アナログ信号生成部で生成されたアナログ信号をリニアに増幅した変調信号として前記光変調器に供給するドライバと、
前記光変調器で出力された前記光信号の光強度を検出する光検出部と、
前記バイアス電圧に重畳される制御信号を発生する制御信号源と、
前記検出部で検出した光強度と前記制御信号源で発生した制御信号との同期検波を行うことにより、ターゲット値との誤差を示す制御誤差信号を検出する同期検波回路と、を備え、
前記バイアス制御回路は、前記制御誤差信号に基づいて前記バイアス電圧のフィードバック制御を行い、
前記調整回路は、前記変調度情報に基づいて前記制御信号の振幅としての前記制御パラメータを調整することを特徴とする請求項1に記載の光送信機。
A light source for inputting emitted light to the light modulator;
A driver that supplies the optical modulator as a modulation signal obtained by linearly amplifying the analog signal generated by the analog signal generation unit;
A light detection unit for detecting the light intensity of the optical signal output by the optical modulator;
A control signal source for generating a control signal superimposed on the bias voltage;
A synchronous detection circuit that detects a control error signal indicating an error from a target value by performing synchronous detection of the light intensity detected by the detection unit and the control signal generated by the control signal source;
The bias control circuit performs feedback control of the bias voltage based on the control error signal,
The optical transmitter according to claim 1, wherein the adjustment circuit adjusts the control parameter as an amplitude of the control signal based on the modulation degree information.
前記調整回路は、メモリから読み出した変調度と制御信号の振幅との関係を示すテーブル情報としての前記変調度情報に基づいて前記制御信号の振幅を調整することを特徴とする請求項2に記載の光送信機。   The adjustment circuit adjusts the amplitude of the control signal based on the modulation degree information as table information indicating a relationship between the modulation degree read from the memory and the amplitude of the control signal. Optical transmitter. 前記調整回路は、前記変調度情報およびビットエラー情報に基づいて前記制御信号の振
幅および前記ターゲット値のオフセット成分としての前記制御パラメータを調整すること
を特徴とする請求項2に記載の光送信機。
The optical transmitter according to claim 2, wherein the adjustment circuit adjusts the control parameter as an offset component of the amplitude of the control signal and the target value based on the modulation degree information and bit error information. .
前記光変調器は、入力した光を2分岐し、この2分岐した光をそれぞれ実数部であるIn-phase channel(以下、Iチャネルという)用および虚数部であるQuadrature-phase channel(以下、Qチャネルという)用の前記変調信号に基づいて変調し、この変調した各光信号に90度の搬送波位相差を与えて合波することで、複素光電界を生成して出力するIQ変調器であり、
前記ドライバは、前記アナログ信号をリニアに増幅したIチャネル用およびQチャネル用の前記変調信号を前記IQ変調器にそれぞれ供給するIチャネル用およびQチャネル用のドライバであり、
前記制御信号源は、互いに異なるディザ周波数をもつIチャネル用およびQチャネル用の制御信号を発生し、
前記バイアス制御回路は、Iチャネル用バイアスとQチャネル用バイアスと位相バイアスの3つの前記バイアス電圧を制御することを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の光送信機。
The optical modulator divides the input light into two, and each of the two branched lights is used for an In-phase channel (hereinafter referred to as I channel) which is a real part and a Quadrature-phase channel (hereinafter referred to as Q hereinafter) which is an imaginary part. This is an IQ modulator that generates and outputs a complex optical electric field by applying a 90-degree carrier wave phase difference to each modulated optical signal and combining the modulated optical signals. ,
The driver is an I-channel driver and a Q-channel driver that supply the I-channel and Q-channel modulated signals obtained by linearly amplifying the analog signal to the IQ modulator, respectively.
The control signal source generates I channel and Q channel control signals having different dither frequencies,
5. The optical transmitter according to claim 2, wherein the bias control circuit controls the three bias voltages of an I channel bias, a Q channel bias, and a phase bias. 6. .
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の光送信機を2台以上設け、これらの2台以上の光送信機から送信された光信号を波長多重して光ファイバを伝送させ、受信側で波長分割させて2台以上の光受信機で波長ごとに受信させることを特徴とする光通信システム。   Two or more optical transmitters according to any one of claims 1 to 5 are provided, optical signals transmitted from these two or more optical transmitters are wavelength-multiplexed and transmitted through an optical fiber, An optical communication system, wherein wavelength division is performed on a receiving side and reception is performed for each wavelength by two or more optical receivers. 入力した送信データ系列に基づいてアナログ信号を生成するアナログ信号生成ステップと、
光変調器により前記アナログ信号に基づいて光を変調し、この変調した光信号を出力する光変調ステップと、
前記光変調器に印加するバイアス電圧の制御を行うバイアス制御ステップと、
前記光信号に対応する変調度を示す変調度情報に基づいて前記前記バイアス電圧のフィードバック制御に用いる制御パラメータを調整する調整ステップと、
を備え、
前記調整ステップは、前記アナログ信号を生成するための設定情報に応じて変化させる前記変調度情報に基づいて前記制御パラメータを調整することを特徴とする光送信方法。
An analog signal generation step for generating an analog signal based on the input transmission data sequence;
An optical modulation step of modulating light based on the analog signal by an optical modulator and outputting the modulated optical signal;
A bias control step for controlling a bias voltage applied to the optical modulator;
An adjustment step of adjusting a control parameter used for feedback control of the bias voltage based on modulation degree information indicating a modulation degree corresponding to the optical signal;
With
The optical transmission method characterized in that the adjustment step adjusts the control parameter based on the modulation degree information that is changed according to setting information for generating the analog signal.
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