JP6042250B2 - Optical receiver - Google Patents
Optical receiver Download PDFInfo
- Publication number
- JP6042250B2 JP6042250B2 JP2013064870A JP2013064870A JP6042250B2 JP 6042250 B2 JP6042250 B2 JP 6042250B2 JP 2013064870 A JP2013064870 A JP 2013064870A JP 2013064870 A JP2013064870 A JP 2013064870A JP 6042250 B2 JP6042250 B2 JP 6042250B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- maximum value
- amplitude
- value
- intensity
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
本発明は、光通信システムにおける品質改善技術に関する。 The present invention relates to a quality improvement technique in an optical communication system.
現在、光通信システムは、従来の強度変調又はオン・オフ変調(OOK)から、直交位相変調(QAM)といったより複雑な多値変調方式へと移行している。さらに、直交周波数分割多重(OFDM)変調したベースバンド信号で、連続光を強度変調する光OFDMシステムも提案されている。特許文献1は、これら多値変調又は光OFDM変調で使用する光変調器を開示している。また、特許文献2は、多値変調又は光OFDM変調された光を受信する際のコヒーレント受信装置を開示している。 Currently, optical communication systems are moving from conventional intensity modulation or on / off modulation (OOK) to more complex multilevel modulation schemes such as quadrature phase modulation (QAM). Furthermore, an optical OFDM system that intensity-modulates continuous light with an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulated baseband signal has also been proposed. Patent Document 1 discloses an optical modulator used in such multilevel modulation or optical OFDM modulation. Patent Document 2 discloses a coherent receiving apparatus for receiving light subjected to multilevel modulation or optical OFDM modulation.
光変調器は、連続光を入力とし、端子に印加される印加電圧に応じて出力する光の強度と位相を変化させるマハツェンダ干渉計をその基本構成要素としている。図1は、マハツェンダ干渉計の動作原理を示す図である。図1(A)は、印加電圧と出力光の強度及び位相との関係を示す図である。図1(A)においては、端子への印加電圧をAとすると、出力光の位相は0であり、その強度が最大となることが示されている。また、印加電圧を−Aとすると、出力光の位相はπであり、その強度が最大となることが示されている。したがって、例えば、印加電圧が零のときに、黒塗の四角で示す基準点で動作する様に、マハツェンダ干渉計を設定し、送信データが1であるか0であるかに応じて、印加電圧にA又は−Aを入力することでPSK変調された光信号を出力することができる。図1(B)は、図1(A)の白丸、黒丸及び基準点である四角に対応するIQ平面上の位置を、同じ記号で示したものである。なお、基準点は、光変調器に入力するバイアス電圧により調整できる。 The optical modulator uses, as its basic constituent element, a Mach-Zehnder interferometer that takes continuous light as input and changes the intensity and phase of light output in accordance with an applied voltage applied to a terminal. FIG. 1 is a diagram illustrating the operating principle of a Maha-Zehnder interferometer. FIG. 1A is a diagram illustrating the relationship between the applied voltage and the intensity and phase of the output light. FIG. 1A shows that when the voltage applied to the terminal is A, the phase of the output light is 0 and the intensity is maximum. Further, when the applied voltage is −A, the phase of the output light is π, and the intensity is maximum. Therefore, for example, when the applied voltage is zero, the Maha-Zehnder interferometer is set so as to operate at the reference point indicated by the black square, and the applied voltage is determined according to whether the transmission data is 1 or 0. By inputting A or -A to, a PSK modulated optical signal can be output. FIG. 1B shows the positions on the IQ plane corresponding to the white circles, black circles, and squares as reference points in FIG. 1A with the same symbols. The reference point can be adjusted by a bias voltage input to the optical modulator.
光変調器は、図1(A)にその原理を示すマハツェンダ干渉計を同相(I)成分用と直交(Q)成分用に2つ設け、入力される連像光を分岐して、各マハツェンダ干渉計に入力して変調し、直交成分用のマハツェンダ干渉計の出力光の位相をπ/2だけずらして、同相成分用のマハツェンダ干渉計の出力光と合波するものである。なお、図1(A)に示す特性から、印加電圧に応じて出力光の強度も変化する。したがって、光変調器は、振幅にも情報を載せるQAM変調や、光OFDM変調にも利用できる。 In the optical modulator, two Maha-Zehnder interferometers whose principles are shown in FIG. 1A are provided for the in-phase (I) component and the quadrature (Q) component, and the input continuous-image light is branched to each Mah-Zehnder. The signal is input to the interferometer and modulated, and the phase of the output light of the quadrature component Mach-Zehnder interferometer is shifted by π / 2, and is combined with the output light of the in-phase component Mach-Zehnder interferometer. Note that, from the characteristics shown in FIG. 1A, the intensity of the output light also changes depending on the applied voltage. Therefore, the optical modulator can be used for QAM modulation in which information is also placed on amplitude and optical OFDM modulation.
ここで、光OFDM変調や多値変調を行う際のベースバンド信号は、一般的にピーク対平均電力比(PAPR)が大きい。このため、ベースバンド信号の最大振幅が、図1(A)の光強度の最大値となる様に光変調器を動作させる必要があるが、この場合、光信号の多くの部分の強度は小さくなってしまう。つまり、光変調器の平均的な出力パワーは小さくなる。このため、送信する光信号は劣化しやすくなる。 Here, a baseband signal when performing optical OFDM modulation or multilevel modulation generally has a large peak-to-average power ratio (PAPR). For this reason, it is necessary to operate the optical modulator so that the maximum amplitude of the baseband signal becomes the maximum value of the light intensity in FIG. 1A. In this case, the intensity of many parts of the optical signal is small. turn into. That is, the average output power of the optical modulator is reduced. For this reason, the transmitted optical signal is likely to deteriorate.
本発明は、通信品質を改善できる光受信装置を提供するものである。
The present invention is to provide a light receiving device that can improve the communication quality.
本発明の一態様によると、光受信装置は、変調光を受信して前記変調光の強度の変化に対応する振幅の変化を有する電気信号を出力する受信手段と、前記電気信号の振幅が最大値に達したかを判定し、前記電気信号が最大値に達してから次に最大値に達するまでの期間の振幅を前記最大値に対して反転させることを、前記電気信号が最大値に達してから次に最大値に達するまでの期間の1つおきに実行して変換後の電気信号を出力する変換手段と、を備えていることを特徴とする。 According to an aspect of the present invention, the optical receiver includes a receiving unit that receives the modulated light and outputs an electrical signal having a change in amplitude corresponding to a change in the intensity of the modulated light, and the amplitude of the electrical signal is maximum. The electric signal reaches the maximum value by reversing the amplitude of the period from when the electric signal reaches the maximum value until the next maximum value is reached with respect to the maximum value. And converting means for outputting the converted electric signal by executing every other period until the next maximum value is reached.
雑音に対する耐性が強くなり通信品質を改善できる。 The resistance to noise is increased and the communication quality can be improved.
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiments are omitted from the drawings.
図4(A)は、本実施形態による光送信装置500の概略的な構成図である。変調部51は、既に説明した光変調器を有し、連続光を、例えばベースバンド信号である、送信する情報に対応する電気信号により変調して変調光を出力する。なお、直交変調する場合には、連続光を分岐し、2つの電気信号で各連続光を変調し、一方の変調光の位相をπ/2だけずらして他方の変調光と合波する。なお、以下の説明においては、説明を簡略化するため1つの電気信号のみを用いる。しかしながら、電気信号の数は本発明において問題ではない。
FIG. 4A is a schematic configuration diagram of the
図2は、本実施形態による光送信装置500の変調部51の動作の説明図である。図2に示す様に、本実施形態では、変調部51の出力光の強度が最大となる点が基準点となる様に変調部51のバイアス電圧を設定する。つまり、電気信号の振幅が零のときに変調部51の出力光の強度が最大となる様に設定する。なお、図2においては、位相0の領域の最大強度となる位置を基準点としているが、位相πの領域の最大強度となる点を基準点としても良い。なお、本実施形態では、基準点を中心とし、光強度が零とならない範囲を変調部51の動作範囲とする。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the
図3は、本実施形態による変調部51が出力する変調光の説明図である。なお、図3(A)は、変調部51に入力する電気信号を示している。上述した様に、図3(A)に示す電気信号の振幅が零のときに、最大強度の光が出力される様に、変調部51は設定されている。したがって、図2の特性より、電気信号の振幅が零より増加しても、零より減少しても、変調光の強度は減少することになる。図3(B)は、図3(A)の電気信号で連続光を変調した変調光の強度波形を示している。なお、図3(B)の符号31、32、33、34、35及び36で示す位置は、それぞれ、図3(A)の符号21、22、23、24、25及び26で示す位置に対応している。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the modulated light output from the
図3(B)に示す様に、変調光の強度波形は、電気信号の波形の内、基準値である振幅が零以上の部分を、基準値に対して折り返したものとなっている。よって、変調光の強度は、電気信号の振幅の絶対値が大きくなる程小さくなることが分かる。ここで、ピーク対平均電力比が大きいことは、電気信号の振幅の絶対値が平均的に小さく、電気信号の振幅の絶対値が大きくなることが稀であることを示している。したがって、電気信号のピーク対平均電力比が大きい場合、変調部51が出力する変調光の強度は、通常の変調方法とは逆に、平均的に高くなり、稀に小さくなることになる。したがって、変調光の平均的な出力パワーも大きくなる。これは、雑音等に対する耐性が高くなることを意味し、よって、通信品質が改善される。
As shown in FIG. 3B, the intensity waveform of the modulated light is obtained by folding a portion of the electric signal waveform whose amplitude, which is a reference value, is zero or more with respect to the reference value. Therefore, it can be seen that the intensity of the modulated light decreases as the absolute value of the amplitude of the electrical signal increases. Here, a large peak-to-average power ratio indicates that the absolute value of the amplitude of the electrical signal is small on average and the absolute value of the amplitude of the electrical signal is rarely large. Therefore, when the peak-to-average power ratio of the electrical signal is large, the intensity of the modulated light output from the
図4(B)は、本実施形態による光受信装置600の概略的な構成図を示している。受信部61は、例えば、コヒーレント受信を行い、受信光の強度の変化に応じて振幅が変化する電気信号を変換部62に出力する。例えば、図3(B)に示す光信号を受信した場合、受信部61は、図3(B)に示す波形の電気信号を変換部62に出力することになる。図3(B)に示す波形の電気信号は、図3(A)に示す元の波形の基準値である振幅が零以上の部分を、基準値に対して零以下となる様に折り返したものである。変換部62は、図3(B)に示す波形に対応する電気信号の振幅の最大値から次の最大値までの間を1つおきに折り返して、図3(A)に示す波形を復元する。
FIG. 4B shows a schematic configuration diagram of the
具体的には、図3(B)に示す波形の電気信号を、例えば、サンプリングしてサンプリング値をメモリに保存する。続いて、サンプリング値が最大値に達したときをその時間順に判定する。なお、最大値に達したかの判定は、理論的な最大値から所定値を減じた値を閾値とし、サンプリング値がこの閾値を超えるとサンプリング値が最大値に達したと判定する。なお、所定値を減じるのは誤差に対応するためである。 Specifically, the electrical signal having the waveform shown in FIG. 3B is sampled, for example, and the sampling value is stored in the memory. Subsequently, the time when the sampling value reaches the maximum value is determined in order of time. In order to determine whether the maximum value has been reached, a value obtained by subtracting a predetermined value from the theoretical maximum value is used as a threshold value. When the sampling value exceeds this threshold value, it is determined that the sampling value has reached the maximum value. Note that the reason why the predetermined value is reduced is to cope with an error.
図3(B)に示す波形の場合、符号31、32、33、34、35及び36の位置において最大値に達しと判定される。変換部62は、最初にサンプリング値が最大値に達した符号31から、2番目にサンプリング値が最大値に達した符号32の間のサンプリング値を最大値に対して反転させる。一方、2番目にサンプリング値が最大値に達した符号32から、3番目にサンプリング値が最大値に達した符号33の間のサンプリング値についてはそのままとする。同様に、3番目にサンプリング値が最大値に達した符号33から、4番目にサンプリング値が最大値に達した符号34の間のサンプリング値を最大値に対して反転させ、4番目にサンプリング値が最大値に達した符号34から、5番目にサンプリング値が最大値に達した符号35の間のサンプリング値についてはそのままとする。さらに、5番目にサンプリング値が最大値に達した符号35から、6番目にサンプリング値が最大値に達した符号36の間のサンプリング値を最大値に対して反転させる。そして、反転前の最大値のときに、ベースバンド信号の振幅が基準値である零となる様に反転後のサンプリング値をシフトさせる。最後に変換部62は、シフト後のサンプリング値に基づき図3(A)に示す電気信号を復調部63に出力し、復調部63は受信する電気信号の復調を行う。なお、先にシフトさせたのち、反転させる構成とすることもできる。
In the case of the waveform shown in FIG. 3B, it is determined that the maximum value is reached at
なお、上述した実施形態では、奇数番目に最大値に達してからその次に最大値に達するまでの間を反転していた。この場合、変換部62は、図3(A)に示す波形を完全に反転させた波形の電気信号を出力する場合もあり得る。しかしながら、復調部63における復調処理は、基準位相を検出して行うため、このことは、復調部63での復調処理には影響しない。よって、偶数番目に最大値に達してからその次に最大値に達するまでの間を反転する形態であっても良い。
In the above-described embodiment, the period from when the maximum value is reached oddly to when the maximum value is reached is reversed. In this case, the
また、上記実施形態においては、電気信号の振幅の基準値を零とし、このときに変調光の強度が最大となる様に変調部51を設定していた。しかしながら、例えば、電気信号の振幅の最大値と最小値の中間値を基準値とすることもできる。また、変調部51に電気信号が入力されていないときに、変調部51が出力する光の強度が最大となる様に設定することもできる。さらには、電気信号の振幅の絶対値の最大値以外の任意の振幅を基準値とすることができる。いずれにしても、電気信号の振幅が基準値のときに変調部51は最大強度の光信号を出力し、電気信号の振幅と基準値との差が大きくなる程、変調部51は、その強度を小さくして光信号を出力する。この構成により、従来の変調方法と比較して、変調光の平均的なパワーを大きくすることができ信号品質を改善することができる。
In the above embodiment, the
Claims (4)
前記電気信号の振幅が最大値に達したかを判定し、前記電気信号が最大値に達してから次に最大値に達するまでの期間の振幅を前記最大値に対して反転させることを、前記電気信号が最大値に達してから次に最大値に達するまでの期間の1つおきに実行して変換後の電気信号を出力する変換手段と、
を備えていることを特徴とする光受信装置。 Receiving means for receiving modulated light and outputting an electrical signal having a change in amplitude corresponding to a change in intensity of the modulated light;
Determining whether the amplitude of the electrical signal has reached a maximum value, and reversing the amplitude of the period from when the electrical signal reaches the maximum value until the maximum value is reached next to the maximum value, Conversion means for executing every other period from the time when the electric signal reaches the maximum value until the time when the electric signal reaches the maximum value, and outputting the converted electric signal;
An optical receiver characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013064870A JP6042250B2 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Optical receiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013064870A JP6042250B2 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Optical receiver |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014192610A JP2014192610A (en) | 2014-10-06 |
JP6042250B2 true JP6042250B2 (en) | 2016-12-14 |
Family
ID=51838533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013064870A Expired - Fee Related JP6042250B2 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | Optical receiver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6042250B2 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3524005B2 (en) * | 1998-09-11 | 2004-04-26 | 日本電信電話株式会社 | Optical pulse generator |
JP2004140707A (en) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Toshiba Corp | Optical transmitter, optical receiver, and optical transmission system |
JP4241622B2 (en) * | 2003-01-30 | 2009-03-18 | 富士通株式会社 | Light modulator |
-
2013
- 2013-03-26 JP JP2013064870A patent/JP6042250B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014192610A (en) | 2014-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8265489B2 (en) | Optical field transmitter and optical field transmission system | |
CN107005310B (en) | Spectrum inversion detection for polarization division multiplexed optical transmission | |
KR20130036377A (en) | Communication system and method with signal constellation | |
JP4602148B2 (en) | Optical receiver | |
US9485032B2 (en) | Optical multilevel transmitter and optical transponder | |
US20120294616A1 (en) | Optical communication system, optical transmitter, optical receiver, and optical transponder | |
JP4884959B2 (en) | Optical digital transmission system and method | |
CN110380779A (en) | Amplitude for pulse-amplitude modulation signal, which is concerned with, to be detected | |
US20140233623A1 (en) | Signal generation device, mobile communication terminal test device including the same, signal generation method, and mobile communication terminal test method | |
WO2013105538A1 (en) | Method for iq mismatch compensation, and rf transceiver device | |
CN104333525A (en) | GMSK (Gaussian minimum shift keying) modulating system synchronization method | |
JP6042250B2 (en) | Optical receiver | |
JP5218143B2 (en) | Optical transmitter, optical receiver, and optical communication system | |
JP5980451B1 (en) | Transmitter | |
JP4531010B2 (en) | Optical phase modulation / demodulation circuit and optical phase modulation / demodulation method | |
US20080205536A1 (en) | I/q regeneration device of five-port network | |
JP4763664B2 (en) | Optical receiver circuit | |
JP5202650B2 (en) | Optical modulation / demodulation system, optical transmission system, and optical modulation / demodulation method | |
US8717205B2 (en) | Parallel differential encoding circuits | |
US7469022B2 (en) | Methods and apparatus for symmetrical phase-shift keying | |
JP6396016B2 (en) | Optical receiver and optical signal receiving method | |
JP6009953B2 (en) | Optical receiver | |
KR101608995B1 (en) | Power detection device | |
CN105553908A (en) | Multicarrier system modulation method | |
CN104038236A (en) | Polarization structure transmitter based frequency processing device and method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150814 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160817 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160826 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161017 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161104 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161109 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6042250 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |