JP6047056B2 - Multi-carrier optical transmitter and multi-carrier optical transmission method - Google Patents

Multi-carrier optical transmitter and multi-carrier optical transmission method Download PDF

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Description

本発明は、光通信システムに応用可能なマルチキャリア光送信器及びマルチキャリア光送信方法に関する。   The present invention relates to a multicarrier optical transmitter and a multicarrier optical transmission method applicable to an optical communication system.

光通信システムにおけるチャネルあたりの伝送容量の更なる向上のため、複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア伝送方式の検討が盛んに行われている。マルチキャリア伝送においては、サブキャリア間の周波数間隔を可能な限り狭くし、光スペクトル利用効率(Spectral Efficiency:SE)を向上することが望ましい。実際に、非特許文献1に示されるように、ナイキストWDM(Nyquist Wavelength Division Multiplexing)やOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いてサブキャリア間の周波数隔をシンボルレート程度まで狭めたマルチキャリア伝送の検討が近年盛んに行われている。   In order to further improve the transmission capacity per channel in an optical communication system, a multicarrier transmission method using a plurality of subcarriers has been actively studied. In multicarrier transmission, it is desirable to reduce the frequency interval between subcarriers as much as possible to improve optical spectrum utilization efficiency (Spectral Efficiency: SE). Actually, as shown in Non-Patent Document 1, a study of multicarrier transmission in which the frequency interval between subcarriers is narrowed to the symbol rate using Nyquist WDM (Nyquist Wavelength Division Multiplexing) or OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Has been actively conducted in recent years.

このようなSEの高いマルチキャリア伝送を実現するためには、サブキャリア間の周波数間隔を精度よく制御することが重要となる。このため、マルチキャリア伝送用光源として、単独のCW(Continuous Wave)光を種光源とし、外部変調器や非線形光学媒質を用いて複数のサブピークを発生させる構成がしばしば用いられる。   In order to realize such multi-carrier transmission with high SE, it is important to accurately control the frequency interval between subcarriers. For this reason, as a light source for multicarrier transmission, a configuration in which a single CW (Continuous Wave) light is used as a seed light source and a plurality of sub-peaks are generated using an external modulator or a nonlinear optical medium is often used.

R. Schmogrow他, "Real-time Nyquist pulse generation beyond 100 Gbit/s and its relation to OFDM" Optics Express, 2012年, Vol. 20, No.1, p. 317-337.R. Schmogrow et al., "Real-time Nyquist pulse generation beyond 100 Gbit / s and its relation to OFDM" Optics Express, 2012, Vol. 20, No.1, p. 317-337.

しかし、このような構成においては、サブピーク成分間のパワーレベルを等化することが難しく、また原理的に等化後のサブピーク成分あたりの光パワーはCW光源の出力パワーのサブキャリア数分の1未満となってしまうため、サブチャネルあたりの光パワーが小さくなってしまい、伝送可能距離の制約要因となってしまう等の問題があった。また、サブピーク成分を一本ずつ分離して異なる変調手段に送出するための光分離フィルタが別途必要となり、送信器全体が複雑になってしまうという問題もあった。   However, in such a configuration, it is difficult to equalize the power level between sub-peak components, and in principle, the optical power per sub-peak component after equalization is 1 / subcarrier number of the output power of the CW light source. Therefore, there is a problem that the optical power per sub-channel is reduced, which becomes a limiting factor for the transmittable distance. In addition, a separate optical separation filter for separating the sub-peak components one by one and sending them to different modulation means is required, resulting in a problem that the entire transmitter becomes complicated.

サブチャネル信号あたりの光パワーを大きくし、かつ分離フィルタを不要にするには、各サブチャネル毎に個別のCW光源を用いることが望ましい。しかし、一般に、独立に発振するCW光源間の周波数間隔を精度よく制御することは困難である。例えば、一般に光伝送システムに用いられる半導体CW光源の発振周波数精度は経年変化分も含め±数GHz程度であるため、各々独立に動作するCW光源間の周波数間隔はその倍程度のオーダーで分布することになり、これはSEの高いマルチキャリア伝送に適用するには不十分な精度である。   In order to increase the optical power per subchannel signal and eliminate the need for a separation filter, it is desirable to use a separate CW light source for each subchannel. However, it is generally difficult to accurately control the frequency interval between CW light sources that oscillate independently. For example, since the oscillation frequency accuracy of a semiconductor CW light source generally used in an optical transmission system is about ± several GHz including an aging change, the frequency interval between CW light sources that operate independently is distributed on the order of about twice that. That is, this is insufficient accuracy to be applied to multi-carrier transmission with high SE.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、各サブチャネル毎に個別のCW光源を用い、かつサブキャリア間の周波数間隔を制御可能なマルチキャリア光送信器及びマルチキャリア光送信方法を提供することである。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a multi-carrier optical transmitter that uses an individual CW light source for each subchannel and can control the frequency interval between subcarriers. It is to provide a multi-carrier optical transmission method.

上記課題を解決するために、請求項1に記載のマルチキャリア光送信器は、N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源と、前記N個の送信CW光源から出力されたN個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するモニタ光取り出し手段と、前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力する周波数間隔モニタ手段と、外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力する駆動信号生成手段と、前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光を入力して、N個のサブチャネル信号を生成して出力する光ベクトル変調手段であって、前記光ベクトル変調手段は、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、前記光ベクトル変調手段と、前記光ベクトル変調手段から出力された前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信する光合波手段とを備え、前記周波数間隔モニタ手段は、前記N個の送信CW光源のうちの少なくとも1個から取り出された前記モニタ光をクロック信号で変調した後に、当該変調したモニタ光と前記モニタ光とを相互に干渉させてビート信号を得る手段を有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号生成手段は、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the multicarrier optical transmitter according to claim 1 is configured such that N transmission CW light sources respectively corresponding to N (N is an integer of 2 or more) subchannels, Monitor light extraction means for extracting and outputting N monitor lights from the N output lights output from the transmission CW light source, and frequency intervals between the N output lights using the N monitor lights, respectively. Frequency interval monitoring means for detecting, generating and outputting frequency interval information from each of the detected frequency intervals, and each of the N subchannels based on a transmission data signal for data modulation input from the outside Is generated by shifting the frequency of the complex electric field signal by a difference between each frequency interval of the frequency interval information and a predetermined frequency interval, thereby generating the N subchannels. Drive signal generation means for generating and outputting N drive signals respectively corresponding to the N drive signals and the N drive signals and the N output lights to generate and output N subchannel signals. An optical vector modulation unit that modulates the N output lights based on the N drive signals and shifts the frequency of the N output lights, so that the sub-vector modulation unit The optical vector modulation means for generating the N subchannel signals so as to have the predetermined frequency interval between channel signals, and the N subchannel signals output from the optical vector modulation means are multiplexed. and a light multiplexing means for transmitting a multicarrier signal, the frequency interval monitoring means, clock the monitor light that is removed from at least one of said N transmit CW light source After modulating with a signal, the modulated monitor light and the monitor light interfere with each other to obtain a beat signal, the frequency interval information includes the beat signal, and the drive signal generating means includes the The difference between the frequency intervals and a predetermined frequency interval is calculated based on the beat frequency of the beat signal .

請求項2に記載のマルチキャリア光送信器は、N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源と、前記N個の送信CW光源から出力されたN個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するモニタ光取り出し手段と、前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力する周波数間隔モニタ手段と、外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力する駆動信号生成手段と、前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光を入力して、N個のサブチャネル信号を生成して出力する光ベクトル変調手段であって、前記光ベクトル変調手段は、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、前記光ベクトル変調手段と、前記光ベクトル変調手段から出力された前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信する光合波手段とを備え、前記周波数間隔モニタ手段は、基準光源を備え、前記モニタ光と前記基準光源の出力光とを干渉させてビート信号を得る手段を有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号生成手段は、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出し、前記基準光源の出力光スペクトルは、N本以上の等周波数間隔で並んだサブピークを有することを特徴とする。 The multicarrier optical transmitter according to claim 2 , wherein N transmission CW light sources respectively corresponding to N (N is an integer of 2 or more) subchannels, and N output from the N transmission CW light sources Monitor light extraction means for extracting and outputting N monitor lights from the output lights, and detecting frequency intervals between the N output lights using the N monitor lights, respectively, and detecting the detected frequency intervals Frequency interval monitoring means for generating and outputting frequency interval information from each of them, generating a complex electric field signal for each of the N subchannels based on a transmission data signal for data modulation input from the outside, By shifting the frequency of the complex electric field signal by a difference between each frequency interval of the frequency interval information and a predetermined frequency interval, N pieces of N subchannels respectively corresponding to the N subchannels are obtained. Drive signal generation means for generating and outputting a drive signal; and optical vector modulation means for inputting the N drive signals and the N output lights to generate and output N subchannel signals. Then, the optical vector modulation means modulates the N output lights based on the N drive signals and shifts the frequency of the N output lights, so that the predetermined channel between the subchannel signals is obtained. The N subchannel signals are generated so as to have a frequency interval, and the optical vector modulation means and the N subchannel signals output from the optical vector modulation means are combined to transmit a multicarrier signal. Optical frequency combining means, and the frequency interval monitoring means includes a reference light source, and has means for obtaining a beat signal by causing the monitor light and output light of the reference light source to interfere with each other. The information includes the beat signal, and the drive signal generation means calculates the difference between each frequency interval and a predetermined frequency interval based on the beat frequency of the beat signal, and the output light spectrum of the reference light source is: It is characterized by having sub-peaks arranged at equal frequency intervals of N or more .

請求項に記載のマルチキャリア光送信方法は、N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源からN個の出力光を出力するステップと、前記N個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するステップと、前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力するステップと、外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力するステップと、前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光からN個のサブチャネル信号を生成して出力するステップであって、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、ステップと、前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信するステップとを備え、前記周波数間隔情報を生成して出力するステップは、前記N個の送信CW光源のうちの少なくとも1個から取り出された前記モニタ光をクロック信号で変調した後に、当該変調したモニタ光と前記モニタ光とを相互に干渉させてビート信号を得るステップを有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号を生成して出力するステップは、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出することを特徴とする。
請求項4に記載のマルチキャリア光送信方法は、N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源からN個の出力光を出力するステップと、前記N個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するステップと、前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力するステップと、外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力するステップと、前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光からN個のサブチャネル信号を生成して出力するステップであって、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、ステップと、前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信するステップとを備え、前記周波数間隔情報を生成して出力するステップは、基準光源を用いて、前記モニタ光と前記基準光源の出力光とを干渉させてビート信号を得るステップを有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号を生成して出力するステップは、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出し、前記基準光源の出力光スペクトルは、N本以上の等周波数間隔で並んだサブピークを有することを特徴とする。
The multicarrier optical transmission method according to claim 3 , wherein N output lights are output from N transmission CW light sources respectively corresponding to N (N is an integer of 2 or more) subchannels; Extracting and outputting N monitor lights from the output lights, detecting frequency intervals between the N output lights using the N monitor lights, and detecting each of the detected frequency intervals. Generating and outputting frequency interval information; and generating a complex electric field signal for each of the N subchannels based on a transmission data signal for data modulation input from the outside, and generating a frequency of the complex electric field signal Is shifted by the difference between each frequency interval of the frequency interval information and a predetermined frequency interval, thereby generating and outputting N drive signals respectively corresponding to the N subchannels. And generating and outputting N subchannel signals from the N drive signals and the N output lights, and the N output lights based on the N drive signals Generating the N subchannel signals to have the predetermined frequency interval between the subchannel signals by shifting the frequency of the N output lights, and Combining a subchannel signal and transmitting a multicarrier signal, and generating and outputting the frequency interval information includes : extracting the frequency interval information from at least one of the N transmission CW light sources. After the monitor light is modulated with a clock signal, the modulated monitor light and the monitor light interfere with each other to obtain a beat signal, and the frequency interval information includes Wherein the beat signal, the step of generating and outputting the drive signal, and calculates the difference between the predetermined frequency spacing and each of the frequency intervals on the basis of the beat frequency of the beat signal.
The multicarrier optical transmission method according to claim 4, wherein N output lights are output from N transmission CW light sources respectively corresponding to N (N is an integer of 2 or more) subchannels; Extracting and outputting N monitor lights from the output lights, detecting frequency intervals between the N output lights using the N monitor lights, and detecting each of the detected frequency intervals. Generating and outputting frequency interval information; and generating a complex electric field signal for each of the N subchannels based on a transmission data signal for data modulation input from the outside, and generating a frequency of the complex electric field signal Is shifted by the difference between each frequency interval of the frequency interval information and a predetermined frequency interval, thereby generating and outputting N drive signals respectively corresponding to the N subchannels. And generating and outputting N subchannel signals from the N drive signals and the N output lights, and the N output lights based on the N drive signals Generating the N subchannel signals to have the predetermined frequency interval between the subchannel signals by shifting the frequency of the N output lights, and Combining a subchannel signal and transmitting a multicarrier signal, and generating and outputting the frequency interval information includes: using a reference light source, and outputting the monitor light and the output light of the reference light source. Obtaining a beat signal by interfering, wherein the frequency interval information includes the beat signal, and generating and outputting the drive signal comprises: beat frequency of the beat signal Based wherein calculating the difference between each frequency interval and a predetermined frequency interval, the output light spectrum of the reference light source is characterized by having a sub-peak arranged at equal frequency intervals or N present.

本発明によれば、各サブチャネル毎に個別のCW光源を用い、かつサブキャリア間の周波数間隔を制御可能なマルチキャリア光送信器を提供することができる。特に、光ベクトル変調手段を周波数シフタ兼データ変調器として用いてサブキャリア間の周波数間隔を制御することにより、送信用CW光源自体の周波数制御を行う必要がなく、簡易な構成でマルチキャリア光送信器を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a multicarrier optical transmitter that uses an individual CW light source for each subchannel and can control the frequency interval between subcarriers. In particular, by using the optical vector modulation means as a frequency shifter and data modulator to control the frequency interval between subcarriers, it is not necessary to control the frequency of the CW light source for transmission itself, and multicarrier optical transmission can be performed with a simple configuration. Can be realized.

本発明の第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multicarrier optical transmitter which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frequency interval monitoring means which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive signal generation means which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における送信CW光源の出力CW光と光ベクトル変調手段の出力光信号とのそれぞれのスペクトルの関係を模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates typically the relationship of each spectrum of the output CW light of the transmission CW light source in the 1st Embodiment of this invention, and the output optical signal of an optical vector modulation means. 本発明の第2の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frequency interval monitoring means which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frequency interval monitoring means which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive signal generation means which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るマルチキャリア光送信器における、送信CW光源の出力CW光、光変調器の出力スペクトル及び光ベクトル変調手段の出力光信号のそれぞれのスペクトルの関係を模式的に説明する図である。FIG. 6 schematically shows the relationship between the output CW light of the transmission CW light source, the output spectrum of the optical modulator, and the output optical signal of the optical vector modulation means in the multicarrier optical transmitter according to the third embodiment of the present invention. It is a figure explaining. 本発明の第4の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frequency interval monitoring means which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive signal production | generation means which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るマルチキャリア光送信器における、送信CW光源の出力CW光、基準光源の出力スペクトル及び光ベクトル変調手段の出力光信号のそれぞれのスペクトルの関係を模式的に説明する図である。In the multicarrier optical transmitter according to the fourth embodiment of the present invention, the relationship between the output CW light of the transmission CW light source, the output spectrum of the reference light source, and the spectrum of the output optical signal of the optical vector modulation means is schematically described. It is a figure to do. 本発明の第5の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frequency interval monitoring means which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frequency interval monitoring means which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive signal generation means which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係るマルチキャリア光送信器における、送信CW光源の出力CW光、基準光源の出力光スペクトル及び光ベクトル変調手段の出力光信号のそれぞれのスペクトルの関係を模式的に説明する図である。In the multicarrier optical transmitter which concerns on the 6th Embodiment of this invention, the relationship of each spectrum of the output CW light of a transmission CW light source, the output light spectrum of a reference light source, and the output optical signal of an optical vector modulation means is typically shown. It is a figure explaining. 偏波多重IQ変調器を例示する図である。It is a figure which illustrates a polarization multiplexing IQ modulator.

本明細書中において、「送信CW光源の周波数」とは送信CW光源から出力されるCW光の周波数を指し、「サブキャリア周波数」とはデータ変調後の各サブチャネルの信号光にとっての実効的なキャリア周波数を指す。通常、「サブキャリア周波数」=「データ変調後の各サブチャネルの光信号スペクトルの中心周波数」である(但し、単側波帯変調のような一部の特殊な変調方式を用いる場合、上記等式は成立しない)。従来の個別CW光源型マルチキャリア送信器においては、「送信CW光源の周波数」=「サブキャリア周波数」である。しかしながら、本発明の基本的な技術的思想は、「送信CW光源の周波数」を制御することなく、「サブキャリア周波数」を制御するというものである。具体的には、以下に示す実施形態の説明において詳述する通り、光ベクトル変調手段を周波数シフタ兼データ変調器として用いることで上記制御を可能にする。従って、以下に説明する実施形態においては、基本的に「送信CW光源の周波数」と「サブキャリア周波数」とは一致しない。また、本明細書中の全ての図面において、矢印は単に信号の流れを示すものであり、矢印の本数は実際の物理配線の本数とは必ずしも一致しない。   In this specification, the “frequency of the transmission CW light source” refers to the frequency of the CW light output from the transmission CW light source, and the “subcarrier frequency” refers to the effective signal light of each subchannel after data modulation. Refers to the correct carrier frequency. Usually, “subcarrier frequency” = “center frequency of optical signal spectrum of each subchannel after data modulation” (however, when using some special modulation methods such as single sideband modulation, etc. The formula does not hold). In a conventional individual CW light source type multicarrier transmitter, “frequency of transmission CW light source” = “subcarrier frequency”. However, the basic technical idea of the present invention is to control the “subcarrier frequency” without controlling the “frequency of the transmission CW light source”. Specifically, as described in detail in the following description of the embodiment, the above-described control is made possible by using an optical vector modulation means as a frequency shifter and data modulator. Therefore, in the embodiment described below, the “frequency of the transmission CW light source” and the “subcarrier frequency” basically do not match. In all the drawings in this specification, the arrows simply indicate the flow of signals, and the number of arrows does not necessarily match the number of actual physical wirings.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器100の構成を示すブロック図である。なお、本明細書中の全ての実施形態では4キャリア送信器の例を示すが、2以上の任意のキャリア数に対しても同様の構成を適用することができる。図1において、マルチキャリア光送信器100は、送信CW光源101〜104と、モニタ光取り出し手段111〜114と、光ベクトル変調手段121〜124と、光合波手段130と、出力ポート140と、周波数間隔モニタ手段150と、駆動信号生成手段160とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a multicarrier optical transmitter 100 according to the first embodiment of the present invention. In addition, although all the embodiments in this specification show an example of a 4-carrier transmitter, the same configuration can be applied to any number of carriers of 2 or more. In FIG. 1, a multicarrier optical transmitter 100 includes transmission CW light sources 101 to 104, monitor light extraction means 111 to 114, optical vector modulation means 121 to 124, optical multiplexing means 130, output port 140, frequency Interval monitoring means 150 and drive signal generation means 160 are provided.

送信CW光源101〜104は、各サブチャネルに対応する光周波数f〜fのCW光をそれぞれ出力する。本例ではf<f<f<fとする。モニタ光取り出し手段111〜114は、送信CW光源101〜104の出力光の一部(例えば5%)をタップし、モニタ光として周波数間隔モニタ手段150に送る。周波数間隔モニタ手段150は、モニタ光取り出し手段111〜114によって得られたモニタ光から送信CW光源101〜104の出力光間の周波数間隔を検出し、当該検出した周波数間隔からビート信号を含む周波数間隔情報を生成して駆動信号生成手段160に送る。駆動信号生成手段160は、周波数間隔モニタ手段150から得られた周波数間隔情報と外部から入力される送信データ信号とに基づき、光ベクトル変調手段121〜124に対する駆動信号を生成する。光ベクトル変調手段121〜124は、入力した駆動信号及び送信CW光源の出力光に基づいて、サブチャネル信号同士が所定の周波数間隔を有するようにサブチャネル信号を生成する。光ベクトル変調手段121〜124から出力されるサブチャネル信号は、光合波手段130により合波され、出力ポートよりマルチキャリア(4キャリア)光信号として出力される。 The transmission CW light sources 101 to 104 output CW lights having optical frequencies f 1 to f 4 corresponding to the subchannels, respectively. In this example, f 1 <f 2 <f 3 <f 4 . The monitor light extraction means 111 to 114 tap a part (for example, 5%) of the output light of the transmission CW light sources 101 to 104 and send it to the frequency interval monitoring means 150 as monitor light. The frequency interval monitor unit 150 detects the frequency interval between the output lights of the transmission CW light sources 101 to 104 from the monitor light obtained by the monitor light extraction units 111 to 114, and the frequency interval including the beat signal from the detected frequency interval. Information is generated and sent to the drive signal generating means 160. The drive signal generation unit 160 generates drive signals for the optical vector modulation units 121 to 124 based on the frequency interval information obtained from the frequency interval monitor unit 150 and a transmission data signal input from the outside. Based on the input drive signal and the output light of the transmission CW light source, the optical vector modulation units 121 to 124 generate subchannel signals so that the subchannel signals have a predetermined frequency interval. The subchannel signals output from the optical vector modulation units 121 to 124 are combined by the optical combining unit 130 and output from the output port as a multicarrier (4-carrier) optical signal.

送信CW光源101〜104としては、例えば分布帰還型レーザダイオードや分布ブラッグ反射型レーザダイオードを用いることができる。光ベクトル変調手段121〜124としては、例えば図16に示すような、マッハツェンダ型変調器(Mach-Zehnder Modulator:MZM)を用いた偏波多重IQ変調器を用いることができる。図16には、X偏波In-phase(I)成分に対応するMZMXIと、X偏波Quadrature(Q)成分に対応するMZMXQと、Y偏波I成分に対応するMZMYIと、Y偏波Q成分に対応するMZMYQとを備えた偏波多重IQ変調器1600が示されている。図16に示されるように、偏波多重IQ変調器1600は、直交する2偏波(X偏波、Y偏波)のI成分およびQ成分にそれぞれ対応する4並列のMZMを含み、原理的には出力光電界の各偏波成分の強度及び位相に対し、任意の変調を行うことができる。 As the transmission CW light sources 101 to 104, for example, a distributed feedback laser diode or a distributed Bragg reflection laser diode can be used. As the optical vector modulation means 121 to 124, for example, a polarization multiplexing IQ modulator using a Mach-Zehnder Modulator (MZM) as shown in FIG. 16 can be used. FIG. 16 shows an MZM XI corresponding to the X polarization In-phase (I) component, an MZM XQ corresponding to the X polarization Quadrature (Q) component, an MZM YI corresponding to the Y polarization I component, and Y A polarization multiplexed IQ modulator 1600 with MZM YQ corresponding to the polarization Q component is shown. As shown in FIG. 16, the polarization multiplexing IQ modulator 1600 includes four parallel MZMs respectively corresponding to the I component and Q component of two orthogonally polarized waves (X polarized wave and Y polarized wave). Can arbitrarily modulate the intensity and phase of each polarization component of the output optical electric field.

変調器の材料としては、ニオブ酸リチウム(LiNbO:LN)を用いたものが最も広く普及しているが、インジウム燐(InP)等の半導体系材料を用いたものやポリマ材料を用いたものも近年開発が進んでいる。本発明の効果は変調器材料の選択に依らないため、変調器材料の選択は任意である。 As a material for the modulator, a material using lithium niobate (LiNbO 3 : LN) is most widely used. However, a material using a semiconductor material such as indium phosphorus (InP) or a polymer material is used. In recent years, however, development has progressed. Since the effect of the present invention does not depend on the selection of the modulator material, the selection of the modulator material is arbitrary.

光合波手段130としては、例えば4×1コンバイナやマルチモード干渉計型カプラなどの波長無依存型の光合波器を用いてもよく、また光損失を避けるためアレイ導波路格子などの波長合分波器を用いてもよい。   As the optical multiplexing means 130, for example, a wavelength-independent optical multiplexer such as a 4 × 1 combiner or a multimode interferometer-type coupler may be used. In order to avoid optical loss, wavelength multiplexing / demultiplexing such as an arrayed waveguide grating may be used. A waver may be used.

なお、光ベクトル変調手段121〜124の駆動信号を表す矢印はそれぞれ1本ずつで表したが、前述の通り矢印は信号の流れを示すものであって物理配線の本数を表すものではない。光ベクトル変調手段121〜124として図16に示す偏波多重IQ変調器1600を用いる場合、駆動信号生成手段160から出力される駆動信号の物理配線本数は光ベクトル変調手段1個当たり4本(それぞれX偏波I成分、X偏波Q成分、Y偏波I成分、Y偏波Q成分に対応)ずつ、計16本となる。   In addition, although the arrow showing the drive signal of the optical vector modulation means 121-124 was each represented by one each, as above-mentioned, the arrow shows the flow of a signal and does not represent the number of physical wiring. When the polarization multiplexing IQ modulator 1600 shown in FIG. 16 is used as the optical vector modulation means 121 to 124, the number of physical wirings of the drive signal output from the drive signal generation means 160 is four per optical vector modulation means (respectively X polarization I component, X polarization Q component, Y polarization I component, and Y polarization Q component) are each 16 in total.

また、周波数間隔モニタ手段150及び駆動信号生成手段160の処理時間とモニタ光取り出し手段111〜114から光ベクトル変調手段121〜124への光波の到達時間との差をできるだけ小さくするため、モニタ光取り出し手段111〜114と光ベクトル変調手段121〜124との間には必要に応じて光遅延線を設けてもよい。   Further, in order to minimize the difference between the processing time of the frequency interval monitoring means 150 and the drive signal generation means 160 and the arrival time of the light wave from the monitor light extraction means 111 to 114 to the optical vector modulation means 121 to 124, the monitor light extraction is performed. An optical delay line may be provided between the means 111 to 114 and the optical vector modulation means 121 to 124 as necessary.

図2は、本発明の第1の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。図2に示されるように、周波数間隔モニタ手段200(図1に示される周波数間隔モニタ手段150に対応)は、光分岐器212及び213と、光カプラ221〜223と、バランス受光器231〜233とを備える。光カプラ221〜223は一般的な2×2の3dBカプラであり、バランス受光器231〜233はバランス型PD及びトランスインピーダンスアンプを含む。なお、本実施形態を含め、本明細書中で説明する全ての実施形態では高感度を得るためバランス受光器を用いているが、充分な感度が得られる場合はシングルエンドの受光器に置き換えてもよい。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the frequency interval monitoring means according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the frequency interval monitoring means 200 (corresponding to the frequency interval monitoring means 150 shown in FIG. 1) includes optical branching devices 212 and 213, optical couplers 221 to 223, and balanced light receiving devices 231 to 233. With. The optical couplers 221 to 223 are general 2 × 2 3 dB couplers, and the balanced light receivers 231 to 233 include a balanced PD and a transimpedance amplifier. In addition, in all the embodiments described in this specification including this embodiment, a balanced photoreceiver is used to obtain high sensitivity. However, if sufficient sensitivity is obtained, it is replaced with a single-ended photoreceiver. Also good.

光分岐器212及び213は、入力されるモニタ光201〜204(光周波数f〜f)のうち両端を除く2チャネル(モニタ光202及び203)をそれぞれ2分岐する。光カプラ221〜223は隣接チャネルのモニタ光同士を干渉させ、バランス受光器231〜233は隣接チャネルのモニタ光の周波数間隔を検出するために干渉によるビート信号241〜243を出力する。それにより、周波数間隔モニタ手段200はビート信号241〜243を含む周波数間隔情報を出力する。ビート信号241〜243の周波数fbeat_21、fbeat_32、fbeat_43については、以下の(式1)〜(式3)が成り立つ。
beat_21=f−f (式1)
beat_32=f−f (式2)
beat_43=f−f (式3)
The optical splitters 212 and 213 split the two channels (monitor lights 202 and 203) excluding both ends of the input monitor lights 201 to 204 (optical frequencies f 1 to f 4 ), respectively. The optical couplers 221 to 223 cause the monitor lights of adjacent channels to interfere with each other, and the balance light receivers 231 to 233 output beat signals 241 to 243 due to interference in order to detect the frequency interval of the monitor light of the adjacent channels. Thereby, the frequency interval monitoring means 200 outputs frequency interval information including the beat signals 241 to 243. Frequency f Beat_21 of the beat signal 241~243, f beat_32, for f Beat_43 the following formulas (1) to (3) holds.
f beat21 = f 2 −f 1 (Formula 1)
f beat32 = f 3 −f 2 (Formula 2)
f beat43 = f 4 −f 3 (Formula 3)

図3は、本発明の第1の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成を示すブロック図である。図3に示されるように、駆動信号生成手段300(図1に示される駆動信号生成手段160に対応)は、複素電界信号生成回路310と、ビート周波数検出回路321〜323と、周波数制御回路330と、乗算回路341〜344と、出力インターフェース回路351〜354とを備える。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the drive signal generation means according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the drive signal generation means 300 (corresponding to the drive signal generation means 160 shown in FIG. 1) includes a complex electric field signal generation circuit 310, beat frequency detection circuits 321 to 323, and a frequency control circuit 330. And multiplication circuits 341 to 344 and output interface circuits 351 to 354.

複素電界信号生成回路310はデジタル回路であり、QPSKや直交振幅変調(Quadrature Amplitude Modulation:QAM)などの変調方式に応じて、外部から入力したデータ変調を行うための送信データ信号を電界情報にマッピングし、各サブチャネルの複素電界シンボル列を生成した後、パルス整形や予等化などの処理を施し、各サブチャネルに対応する複素電界信号E〜Eを生成する。なお、偏波多重構成を用いる場合、複素電界信号E〜Eの各々はX偏波、Y偏波に対応する2成分からなる複素ベクトルである。 The complex electric field signal generation circuit 310 is a digital circuit, and maps a transmission data signal for externally input data modulation to electric field information in accordance with a modulation method such as QPSK or quadrature amplitude modulation (QAM). Then, after generating a complex electric field symbol sequence for each subchannel, processing such as pulse shaping and pre-equalization is performed to generate complex electric field signals E 1 to E 4 corresponding to each subchannel. When the polarization multiplexing configuration is used, each of the complex electric field signals E 1 to E 4 is a complex vector composed of two components corresponding to the X polarization and the Y polarization.

ビート周波数検出回路321〜323はアナログ入力・デジタル出力回路であり、周波数間隔モニタ手段から送られるビート信号301〜303(図2に示されるビート信号241〜243に対応)のビート周波数fbeat_21、fbeat_32、fbeat_43をデジタル値として出力する。具体的には、ビート周波数検出回路321〜323として、分周回路や計数回路を用いた一般的な周波数カウンタ回路を用いることができる。他の方法としては、アナログ−デジタル変換回路(Analog-to-Digital Converter:ADC)を用いてビート信号の時間波形をデジタル化した後に、フーリエ変換回路を用いてスペクトルを得て、そのピーク位置からビート周波数の値を得る回路も考えられる。 Beat frequency detection circuits 321 to 323 are analog input / digital output circuits, and beat frequencies f beat — 21 , f of beat signals 301 to 303 (corresponding to beat signals 241 to 243 shown in FIG. 2) sent from the frequency interval monitoring means. beat_32 and fbeat_43 are output as digital values. Specifically, as the beat frequency detection circuits 321 to 323, a general frequency counter circuit using a frequency dividing circuit or a counting circuit can be used. As another method, after the time waveform of the beat signal is digitized using an analog-to-digital converter (ADC), a spectrum is obtained using a Fourier transform circuit, and the peak position is obtained. A circuit for obtaining the value of the beat frequency is also conceivable.

周波数制御回路330はデジタル回路であり、ビート周波数fbeat_21、fbeat_32、fbeat_43を所望の周波数間隔Δfideal_21、Δfideal_32、Δfideal_43と比較し、その差分に基づき補償周波数δf〜δfを算出し、補償信号exp(2πδft)(n=1、2、3、4)をデジタル信号として出力する。具体的には、補償周波数は以下の(式4)〜(式6)の関係が成り立つように決定する。
δf−δf=Δfideal_21−fbeat_21 (式4)
δf−δf=Δfideal_32−fbeat_32 (式5)
δf−δf=Δfideal_43−fbeat_43 (式6)
Frequency control circuit 330 is a digital circuit, the beat frequency f beat_21, f beat_32, f beat_43 the desired frequency interval Δf ideal_21, Δf ideal_32, compared to Delta] f Ideal_43, calculates a compensation frequency δf 1 ~δf 4 based on the difference The compensation signal exp (2πδf n t) (n = 1, 2, 3, 4) is output as a digital signal. Specifically, the compensation frequency is determined so that the following relationships (Equation 4) to (Equation 6) are satisfied.
δf 2 −δf 1 = Δf ideal21 −f beat21 (Formula 4)
δf 3 −δf 2 = Δf ideal32 −f beat32 (Formula 5)
δf 4 −δf 3 = Δf ideal43 −f beat43 (Formula 6)

なお、(式1)〜(式3)では、δf〜δfは一意に決まらず、決め方に自由度が残るが、例えば単純にδf=0と置いてしまい、(式4)〜(式6)よりδf、δf、δfを求めればよい。また、以下のように|δf|の最大値をできるだけ小さくするように決めてもよい。
1. δf=0とし、(式4)〜(式6)よりδf、δf、δfの値を求める。
2. δf〜δfの最大値δfMAX、最小値δfminを求める。
3. n=1,2,3,4とし、δf’=δf−(δfMAX+δfmin)/2を求め、δf’を新たなδfとして用いる。
In (Equation 1) to (Equation 3), δf 1 to δf 4 are not uniquely determined, and the degree of freedom remains. However, for example, δf 1 = 0 is simply set, and (Equation 4) to (Equation 4) to (Equation 4) to (Equation 4) equation 6) than δf 2, δf 3, may be obtained a delta] f 4. Further, the maximum value of | δf n | may be determined as small as possible as follows.
1. With δf 1 = 0, the values of δf 2 , δf 3 , and δf 4 are obtained from (Expression 4) to (Expression 6).
2. A maximum value δf MAX and a minimum value δf min of δf 1 to δf 4 are obtained.
3. n = 1, 2, 3, 4, δf n ′ = δf n − (δf MAX + δf min ) / 2 is obtained, and δf n ′ is used as a new δf n .

乗算回路341〜344はデジタル回路であり、複素電界信号生成回路310から出力された複素電界信号E(n=1、2、3、4)と周波数制御回路330から出力された補償信号exp(j2πδft)とを乗算し出力する。この複素乗算演算は、複素平面上において角速度2πδfで回転させることに相当し、スペクトル上では複素電界信号Eのスペクトルをδfだけ周波数シフトさせる操作に相当する。なお、時間tは実際には離散化されている。 The multiplication circuits 341 to 344 are digital circuits, and the complex electric field signal E n (n = 1, 2, 3, 4) output from the complex electric field signal generation circuit 310 and the compensation signal exp ( j2πδf n t) is multiplied and output. The complex multiplication operation is equivalent to rotating at an angular velocity 2Paiderutaf n in the complex plane, on the spectrum corresponds to the operation for delta] f n by the frequency shift spectra of the complex electric field signal E n. The time t is actually discretized.

出力インターフェース回路351〜354はデジタル入力・アナログ出力回路であり、位相回転を受けた複素電界信号をアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換回路(Digital-to-Analog Converter:DAC)と、アナログ信号を増幅する広帯域増幅回路(ドライバアンプ)とを含み、光ベクトル変調手段の駆動信号361〜364を出力する。なお、前述の通り、実際には駆動信号361〜364を出力する物理配線は矢印1本あたり4本、計16本となる。具体的には、例えばEのX偏波成分、Y偏波成分をそれぞれE1X,E1Yと表すと、駆動信号361を出力する矢印1本は実際にはReal[E1X・exp(j2πδft)]、Imag[E1X・exp(j2πδft)]、Real[E1Y・exp(j2πδft)]、Imag[E1Y・exp(j2πδft)]のそれぞれの信号を出力する計4本の物理配線に対応する。 The output interface circuits 351 to 354 are digital input / analog output circuits, a digital-to-analog converter (DAC) for converting a complex electric field signal subjected to phase rotation into an analog signal, and an analog signal to It includes a wideband amplifier circuit (driver amplifier) that amplifies, and outputs drive signals 361 to 364 of the optical vector modulation means. As described above, the number of physical wirings that actually output the drive signals 361 to 364 is 16 per arrow, ie, 16 in total. Specifically, for example, the X polarization component of E 1, the Y polarization component, respectively E 1X, when expressed as E 1Y, the one arrow for outputting a drive signal 361 in practice Real [E 1X · exp (j2πδf 1 t)], Imag [E 1X · exp (j2πδf 1 t)], Real [E 1Y · exp (j2πδf 1 t)], Imag [E 1Y · exp (j2πδf 1 t)] are output. It corresponds to a total of 4 physical wirings.

図4は、第1の実施形態における送信CW光源の出力CW光と光ベクトル変調手段の出力光信号とのそれぞれのスペクトルの関係を模式的に説明する図である。図4中の点線は送信CW光源の周波数を表し、一点鎖線はサブキャリア周波数をそれぞれ表す。周波数fの入力CW光に対し、位相回転を受けた複素電界信号すなわち駆動信号E・exp(j2πδft)で光ベクトル変調手段を駆動すると、光ベクトル変調手段から出力されるサブチャネル信号はE・exp{2π(f+δf)t}となる。これは入力CW光の周波数fに対しδfだけCW光周波数をシフトさせた後に複素電界信号Eで変調をかけて得られる信号と同等である。すなわち、光ベクトル変調手段が周波数シフタ機能とデータ変調機能(送信データに基づく複素電界変調機能)とを兼ねている。これにより光ベクトル変調手段から出力されるサブチャネル信号間の周波数間隔は、(式1)〜(式6)より、所望値であるΔfideal_12、Δfideal_23、Δfideal_34となる。 FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the relationship between the spectra of the output CW light of the transmission CW light source and the output optical signal of the optical vector modulation unit in the first embodiment. The dotted line in FIG. 4 represents the frequency of the transmission CW light source, and the alternate long and short dash line represents the subcarrier frequency. When the optical vector modulation means is driven by a complex electric field signal subjected to phase rotation, that is, a drive signal E n · exp (j2πδf n t), with respect to the input CW light having the frequency f n, the subchannel signal output from the optical vector modulation means Becomes E n · exp {2π (f n + δf n ) t}. This is equivalent to the signal obtained by modulating a complex electric field signal E n after shifting the CW light frequency by delta] f n for the frequency f n of the input CW light. That is, the optical vector modulation means has both a frequency shifter function and a data modulation function (complex electric field modulation function based on transmission data). Thus the frequency spacing between the sub-channel signals outputted from the optical vector modulator means is a Δf ideal_12, Δf ideal_23, Δf ideal_34 is more, the desired value (Equation 1) to (6).

周波数間隔の所望値は必ずしも等間隔である必要はないが、一般的なナイキストWDMやOFDMの場合は等間隔である。例えば、各サブチャネルの変調シンボルレートが32GbaudのナイキストWDM(図3に示される複素電界信号生成回路310においてナイキストパルス整形を行う)の場合、各サブチャネルの光信号スペクトルは全幅約32GHzの矩形に近いスペクトルとなり、周波数間隔は35GHz程度(ガードバンド3GHz程度)が用いられる。OFDMの場合は、周波数間隔=変調シンボルレートである。   The desired value of the frequency interval is not necessarily equal, but in the case of general Nyquist WDM or OFDM, it is equal. For example, in the case of Nyquist WDM having a modulation symbol rate of 32 Gbaud for each subchannel (the Nyquist pulse shaping is performed in the complex electric field signal generation circuit 310 shown in FIG. 3), the optical signal spectrum of each subchannel is a rectangle having a total width of about 32 GHz. A close spectrum is obtained, and a frequency interval of about 35 GHz (guard band of about 3 GHz) is used. In the case of OFDM, frequency interval = modulation symbol rate.

以上説明した通り、本実施形態では、送信CW光源間の出力光の周波数間隔を検出し、それに基づく位相回転を加えた駆動信号で光ベクトル変調信号を駆動することにより、サブキャリア間の周波数間隔の所望値からのズレをフィードフォワード補償することが可能である。各送信CW光源自体に対しては特別な周波数制御を行う必要がなく、また光ベクトル変調手段が周波数シフタ機能とデータ変調機能とを兼ねることになるため、送信器全体として簡易な構成で、サブキャリア間の周波数間隔制御が可能なマルチキャリア光送信器を提供することができる。   As described above, in this embodiment, the frequency interval between the subcarriers is detected by detecting the frequency interval of the output light between the transmission CW light sources and driving the optical vector modulation signal with the drive signal to which the phase rotation based on this is added. It is possible to feed-forward compensate for the deviation from the desired value. There is no need to perform special frequency control for each transmission CW light source itself, and the optical vector modulation means serves both as a frequency shifter function and a data modulation function. A multicarrier optical transmitter capable of controlling the frequency interval between carriers can be provided.

なお、本実施形態における補償周波数δf(n=1,2,3,4)の値の範囲、すなわち補償可能範囲を±δfrange(δfrange>0)とすると、δfrangeは図3に示される出力インターフェース回路351〜354に含まれるDACのサンプリングレートfにより制約される。標本化定理より、駆動信号E・exp(j2πδft)(図3に示される361〜364に対応)の信号スペクトルは、−f/2〜+f/2の範囲内に収める必要がある。すなわち、位相回転前の複素電界信号Eの信号スペクトル全幅をBとすると、δfrange≒f/2−B/2である。例えば、シンボルレート32GbaudのナイキストWDMの場合、一般にサンプリングレートはシンボルレートの2倍とするためf=64GHzであり、信号スペクトル全幅はシンボルレート程度であるためB〜32GHzであり、従ってδfrange≒16GHz程度である。高密度WDM(Dense WDM:DWDM)用レーザダイオードの周波数変動は±2.5GHz以下程度であるため、δfrange≒16GHzはマージンを見込んでも充分な補償可能範囲といえる。但し、一般に、ドライバアンプや光変調器の応答特性は、周波数(絶対値)が大きくなるほど劣化するため、|δf|はできるだけ小さいことが望ましい。 If the range of the value of the compensation frequency δf n (n = 1, 2, 3, 4) in this embodiment, that is, the compensable range is ± δf range (δf range > 0), δf range is shown in FIG. The sampling rate f s of the DAC included in the output interface circuits 351 to 354 is limited. From the sampling theorem, the signal spectrum of the driving signal E n · exp (j2πδf n t ) ( corresponding to 361 to 364 shown in FIG. 3) is required to fall within the scope of -f s / 2~ + f s / 2 is there. That is, assuming that the signal spectrum full width of the complex electric field signal En before the phase rotation is B, δf range ≈ f s / 2−B / 2. For example, in the case of Nyquist WDM with a symbol rate of 32 Gbaud, the sampling rate is generally f s = 64 GHz so that the sampling rate is twice the symbol rate, and the signal spectrum full width is about B to 32 GHz because of the symbol rate, so δf range ≈ It is about 16 GHz. Since the frequency fluctuation of the laser diode for high-density WDM (Dense WDM: DWDM) is about ± 2.5 GHz or less, δf range ≈16 GHz can be said to be a sufficient compensation range even when a margin is expected. However, in general, the response characteristics of the driver amplifier and the optical modulator deteriorate as the frequency (absolute value) increases. Therefore, it is desirable that | δf n | is as small as possible.

また、上記の補償周波数範囲を最大限利用するためには、図3に示される出力インターフェース回路351〜354に含まれる広帯域増幅回路及び図1に示される光ベクトル変調手段121〜124の応答帯域は、いずれも〜f/2以上とする必要がある。また、図2に示されるバランス受光器231及び図3に示されるビート周波数検出回路321〜323の動作帯域については、少なくとも周波数間隔の所望値Δfidealを中心に±δfrangeの範囲をカバーする必要がある。 In order to make maximum use of the above compensation frequency range, the response band of the wideband amplifier circuit included in the output interface circuits 351 to 354 shown in FIG. 3 and the optical vector modulation means 121 to 124 shown in FIG. , Both need to be ˜f s / 2 or more. Further, with respect to the operation band of the balance light receiver 231 shown in FIG. 2 and the beat frequency detection circuits 321 to 323 shown in FIG. 3, it is necessary to cover at least a range of ± δf range centered on the desired value Δf ideal of the frequency interval. There is.

また、複素電界信号生成手段310において、出力インターフェース回路351〜354や光ベクトル変調手段121〜124の帯域制限による信号歪みを予め補償する予等化を行う場合、最適な予等化フィルタ係数は補償周波数δfに依存する。このため、図3において破線矢印で示した通り、周波数制御回路330から複素電界信号生成回路310に対し補償周波数δfの情報を出力するパスを設けてもよい。 In addition, when the complex electric field signal generation unit 310 performs pre-equalization to preliminarily compensate for signal distortion due to band limitation of the output interface circuits 351 to 354 and the optical vector modulation units 121 to 124, the optimal pre-equalization filter coefficient is compensated. It depends on the frequency δf n . For this reason, a path for outputting information on the compensation frequency δf n from the frequency control circuit 330 to the complex electric field signal generation circuit 310 may be provided as indicated by a broken line arrow in FIG.

また、図1に示した全体構成においては、送信CW光源101〜104の周波数間隔が変動した場合、周波数間隔モニタ手段150、駆動信号生成手段160を経て光ベクトル変調手段121〜124において周波数間隔ズレが補償されるまでには一定の時間を要する。このため、モニタ光取り出し手段111〜114と光ベクトル変調手段121〜124の間にファイバコイルなどの光遅延線を設けてもよい。   In the overall configuration shown in FIG. 1, when the frequency interval of the transmission CW light sources 101 to 104 varies, the frequency interval shift is performed in the optical vector modulation units 121 to 124 through the frequency interval monitoring unit 150 and the drive signal generation unit 160. It takes a certain amount of time to compensate. Therefore, an optical delay line such as a fiber coil may be provided between the monitor light extraction units 111 to 114 and the optical vector modulation units 121 to 124.

(第2の実施形態)
図5は、本発明の第2の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。第2の実施形態のマルチキャリア光送信器の全体構成は、第1の実施形態における周波数間隔モニタ手段150を周波数間隔モニタ手段500に置換した点を除き、図1に示した第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の構成と同じである。図5に示されるように、周波数間隔モニタ手段500は、光分岐器512及び513と、光カプラ521〜523と、バランス受光器531〜533と、クロック源550と、アナログ乗算器561〜563と、ローパスフィルタ571〜573とを備える。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of frequency interval monitoring means according to the second embodiment of the present invention. The overall configuration of the multicarrier optical transmitter of the second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1 except that the frequency interval monitoring unit 150 in the first embodiment is replaced with a frequency interval monitoring unit 500. This is the same as the configuration of the multicarrier optical transmitter according to FIG. As shown in FIG. 5, the frequency interval monitoring unit 500 includes optical branching units 512 and 513, optical couplers 521 to 523, balance light receivers 531 to 533, a clock source 550, analog multipliers 561 to 563, and And low-pass filters 571 to 573.

光分岐器512及び513は、入力されるモニタ光501〜504(光周波数f〜f)のうち両端を除く2チャネル(モニタ光502及び503)をそれぞれ2分岐する。光カプラ521〜523は隣接チャネルのモニタ光同士を干渉させ、バランス受光器531〜533は干渉によるビート信号を出力する。バランス受光器531〜533から出力されたビート信号は、それぞれアナログ乗算器561〜563において、クロック源550から出力される周波数frefのクロック信号(sin波)と混合(乗算)され、ローパスフィルタ571〜573を通して高周波成分をカットされた後、ビート信号541〜544として出力される。ビート信号541〜543の周波数fbeat_21、fbeat_32、fbeat_43については、以下の(式7)〜(式9)が成り立つ。
beat_21=f−f−fref (式7)
beat_32=f−f−fref (式8)
beat_43=f−f−fref (式9)
The optical splitters 512 and 513 split the two channels (monitor lights 502 and 503) of the input monitor lights 501 to 504 (optical frequencies f 1 to f 4 ), excluding both ends, respectively. The optical couplers 521 to 523 cause the monitor lights of adjacent channels to interfere with each other, and the balance light receivers 531 to 533 output beat signals due to the interference. The beat signals output from the balance light receivers 531 to 533 are mixed (multiplied) with the clock signal (sin wave) of the frequency f ref output from the clock source 550 in the analog multipliers 561 to 563, respectively, and the low-pass filter 571. After the high frequency component is cut through ˜573, it is output as beat signals 541 to 544. Frequency f Beat_21 of the beat signal 541~543, f beat_32, for f Beat_43, it holds the following equation (7) to (9).
f beat21 = f 2 −f 1 −f ref (Expression 7)
f beat32 = f 3 −f 2 −f ref (Equation 8)
f beat43 = f 4 −f 3 −f ref (Equation 9)

すなわち、本実施形態では、スーパーヘテロダイン方式を用いることで第1の実施形態に比べてビート周波数を落としている。このため、図3に示した駆動信号生成手段におけるビート周波数検出回路321〜323として、より低速な回路を用いることができる。但し、本実施形態においては、ビート周波数fbeatの正負を判別する手段が無いので、常にfbeat>0となるようにする必要がある。例えば、CW光源間の出力周波数間隔(fn+1−f)が最小で30GHzと見込まれる場合、fref<30GHzとする必要がある。 That is, in the present embodiment, the beat frequency is lowered compared to the first embodiment by using the superheterodyne method. Therefore, a slower circuit can be used as the beat frequency detection circuits 321 to 323 in the drive signal generation means shown in FIG. However, in this embodiment, since there is no means for determining whether the beat frequency f beat is positive or negative, it is necessary to always satisfy f beat > 0. For example, when the output frequency interval (f n + 1 −f n ) between CW light sources is expected to be 30 GHz at the minimum, it is necessary to satisfy f ref <30 GHz.

なお、本実施形態においては、補償周波数δf〜δfの決定にあたり、上記(式4)〜(式6)ではなく、下記の(式10)〜(式12)を満たすように決定する必要がある。
δf−δf=Δfideal_21−fbeat_21−fref (式10)
δf−δf=Δfideal_32−fbeat_32−fref (式11)
δf−δf=Δfideal_43−fbeat_43−fref (式12)
In the present embodiment, in determining the compensation frequencies δf 1 to δf 4 , it is necessary to determine so as to satisfy the following (Expression 10) to (Expression 12) instead of the above (Expression 4) to (Expression 6). There is.
δf 2 −δf 1 = Δf ideal21 −f beat21 −f ref (Equation 10)
δf 3 −δf 2 = Δf ideal32 −f beat32 −f ref (Equation 11)
δf 4 −δf 3 = Δf ideal43 −f beat43 −f ref (Equation 12)

(第3の実施形態)
図6は、本発明の第3の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。第3の実施形態のマルチキャリア光送信器の全体構成は、第1の実施形態における周波数間隔モニタ手段150を周波数間隔モニタ手段600に置換した点、及び第1の実施形態における駆動信号生成手段160を駆動信号生成手段700に置換した点を除き、図1に示した第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の構成と同じである。図6に示されるように、周波数間隔モニタ手段600は、光分岐器612と、光90度ハイブリッド回路621〜623と、バランス受光器631〜636と、クロック源650と、光変調器662と、ローパスフィルタ671〜676とを備える。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of frequency interval monitoring means according to the third embodiment of the present invention. The overall configuration of the multicarrier optical transmitter of the third embodiment is that the frequency interval monitoring unit 150 in the first embodiment is replaced with the frequency interval monitoring unit 600, and the drive signal generation unit 160 in the first embodiment. 1 is the same as the configuration of the multicarrier optical transmitter according to the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 6, the frequency interval monitoring means 600 includes an optical splitter 612, optical 90-degree hybrid circuits 621 to 623, balance light receivers 631 to 636, a clock source 650, an optical modulator 662, Low pass filters 671-676.

本実施形態では、所望のサブキャリア間隔は等間隔としており、すなわち、Δfideal_21=Δfideal_32=Δfideal_43=Δfidealである。また、クロック源650の周波数frefは所望のサブキャリア間隔に合わせており、すなわちfref=Δfidealとしている。 In the present embodiment, the desired subcarrier spacing is a regular intervals, i.e., a Δf ideal_21 = Δf ideal_32 = Δf ideal_43 = Δf ideal. Further, the frequency f ref of the clock source 650 is adjusted to a desired subcarrier interval, that is, f ref = Δf ideal .

光変調器662としては、例えば直線型のLN位相変調器を用いることができる。光変調器662は、クロック源650から出力されるクロック信号(sin波)により駆動され、モニタ光602(光周波数f)をクロック変調する。クロック信号は、必要に応じて増幅器(ドライバアンプ)で増幅してから光変調器662に入力する。光変調器662の出力信号スペクトルには、周波数fの両側にfref間隔でサブピークが生じる。光変調器662の出力光は光分岐器612により3分岐され、それぞれ光90度ハイブリッド回路621、622、623においてモニタ光601、603、604(光周波数がそれぞれf、f、f)と干渉させる。バランス受光器631〜636は、それぞれ光90度ハイブリッド回路621〜623のI成分またはQ成分出力を受光して、アナログ電気信号として出力する。バランス受光器631〜636の出力は、ローパスフィルタ671〜676により高周波成分をカットされた後、ビート信号641〜646として出力される。各ビート信号641〜646のビート周波数(低周波成分)は、以下の(式13)〜(式15)で表される。
beat_1=f−(f−fref)=f−(f−Δfideal
(式13)
beat_3=f−(f+fref)=f−(f+Δfideal
(式14)
beat_4=f−(f+2fref)=f−(f+2Δfideal
(式15)
As the optical modulator 662, for example, a linear LN phase modulator can be used. The optical modulator 662 is driven by a clock signal (sin wave) output from the clock source 650, and clock-modulates the monitor light 602 (optical frequency f 2 ). The clock signal is amplified by an amplifier (driver amplifier) as necessary, and then input to the optical modulator 662. The output signal spectrum of the optical modulator 662, sub-peak occurs at f ref intervals on either side of frequency f 2. The output light of the optical modulator 662 is 3 branched by the optical branching device 612, monitor light 601, 603, and 604 in the optical 90-degree hybrid circuit 621, 622, 623, respectively (optical frequency, respectively f 1, f 3, f 4 ) Interfere with. The balance light receivers 631 to 636 receive the I component or Q component outputs of the optical 90-degree hybrid circuits 621 to 623, respectively, and output them as analog electric signals. The outputs of the balance light receivers 631 to 636 are output as beat signals 641 to 646 after high frequency components are cut by the low pass filters 671 to 676. The beat frequency (low frequency component) of each beat signal 641 to 646 is expressed by the following (Expression 13) to (Expression 15).
f beat1 = f 1 − (f 2 −f ref ) = f 1 − (f 2 −Δf ideal )
(Formula 13)
f beat3 = f 3 − (f 2 + f ref ) = f 3 − (f 2 + Δf ideal )
(Formula 14)
f beat4 = f 4 − (f 2 + 2f ref ) = f 4 − (f 2 + 2Δf ideal )
(Formula 15)

すなわち、クロック変調されたモニタ光602(光変調器662の出力光)の1次と2次のサイドピークが基準光となり、当該基準光とモニタ光601、603、604とのビート信号が得られる。出力されるビート信号641〜646の時間波形は、それぞれcos(2πfbeat_1t)、sin(2πfbeat_1t)、cos(2πfbeat_3t)、sin(2πfbeat_3t)、cos(2πfbeat_4t)、sin(2πfbeat_4t)となる。 That is, the primary and secondary side peaks of the clock-modulated monitor light 602 (the output light of the optical modulator 662) serve as reference light, and beat signals between the reference light and the monitor lights 601, 603, and 604 are obtained. . The time waveforms of the beat signals 641 to 646 to be output are cos (2πf beat — 1 t), sin (2πf beat — 1 t), cos (2πf beat — 3 t), sin (2πf beat — 3 t), cos (2πf beat — 4 t) and sin, respectively. (2πf beat — 4 t).

本実施形態において、ビート周波数はゼロを中心に正負両側に分布することになる。なぜならば、仮にもともと送信CW光源の周波数がΔfideal(=fref)間隔で並んでいるような理想状態であれば、本実施形態においてビート周波数は全てゼロとなる。ビート周波数の分布する範囲は、送信CW光源の周波数精度(経時変化分含む)と一致する。このため、第3の実施形態で使用されるバランス受光器621〜626としては、これまでに説明した第1および第2の実施形態で使用されるバランス受光器に比べ、狭帯域(低速)なものを用いることができる。但し、第3の実施形態では、ビート周波数の正負(周波数ズレの方向)を判別する必要があるため、光カプラではなく光90度ハイブリッド回路を用い、ビート信号のI成分とQ成分(cos成分とsin成分)を同時にモニタできるような構成としている。また、バランス受光器631〜636として充分動作帯域の狭いものを用いれば、ローパスフィルタ671〜676は不要である。 In the present embodiment, the beat frequency is distributed on both the positive and negative sides centering on zero. This is because, in the present embodiment, the beat frequencies are all zero in an ideal state where the frequencies of the transmission CW light sources are originally arranged at intervals of Δf ideal (= f ref ). The range in which the beat frequency is distributed coincides with the frequency accuracy (including the change over time) of the transmission CW light source. For this reason, the balance light receivers 621 to 626 used in the third embodiment have a narrow band (low speed) compared to the balance light receivers used in the first and second embodiments described so far. Things can be used. However, in the third embodiment, since it is necessary to determine whether the beat frequency is positive or negative (frequency shift direction), an optical 90-degree hybrid circuit is used instead of an optical coupler, and an I component and a Q component (cos component) of the beat signal are used. And sin component) can be monitored simultaneously. Further, if a balanced optical receiver 631 to 636 having a sufficiently narrow operating band is used, the low-pass filters 671 to 676 are unnecessary.

図7は、本発明の第3の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成を示すブロック図である。図7に示される駆動信号生成手段700の構成において、ビート周波数検出回路721〜726及び周波数制御回路730を除く全ての部分については、図3に示した駆動信号生成手段と同等であるため、説明は省く。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the drive signal generating means according to the third embodiment of the present invention. In the configuration of the drive signal generation means 700 shown in FIG. 7, all parts except the beat frequency detection circuits 721 to 726 and the frequency control circuit 730 are the same as the drive signal generation means shown in FIG. Will be omitted.

ビート周波数検出回路721〜726としてはADCを用い、単純に周波数間隔モニタ手段600から送られるビート信号701〜706(図6に示されるビート信号641〜646に対応)の時間波形をデジタル信号化して出力する。前述の通り、光領域での変調を用いることでビート周波数をゼロ近傍に落としているので、ADCは低速のものでよい。周波数制御回路730はデジタル回路であり、入力されたビート信号の時間波形から補償信号exp(j2πδft)(n=1、2、3、4)を生成し出力する。補償信号は、i=1,3,4については、下記の(式16)の演算により生成すればよい。
exp(j2πδft)=exp(−j2πfbeat_nt)
=cos(2πfbeat_nt)−j*sin(2πfbeat_nt)
(式16)
ADC is used as the beat frequency detection circuits 721 to 726, and the time waveform of the beat signals 701 to 706 (corresponding to the beat signals 641 to 646 shown in FIG. 6) simply sent from the frequency interval monitoring means 600 is converted into a digital signal. Output. As described above, since the beat frequency is reduced to near zero by using modulation in the optical region, the ADC may be low speed. Frequency control circuit 730 is a digital circuit, and generates a compensation signal from the time waveform of the input beat signal exp (j2πδf n t) (n = 1,2,3,4) is output. The compensation signal may be generated by the calculation of (Equation 16) below for i = 1, 3, and 4.
exp (j2πδf n t) = exp (−j2πf beat_nt )
= Cos (2πf beat_nt ) −j * sin (2πf beat_nt )
(Formula 16)

なお、δfは常にゼロとする。従って、乗算回路742は省いてもよい。他の方法としては、入力ビート信号をそれぞれフーリエ変換してピーク周波数を求め、適宜操作した後にδfを決定する方法も考えられるが、フーリエ変換を使うと演算量が増えてしまう欠点がある。 Note that δf 2 is always zero. Therefore, the multiplication circuit 742 may be omitted. As another method, a method may be considered in which each input beat signal is subjected to Fourier transform to obtain a peak frequency, and δf n is determined after appropriate operation.

図8は、本発明の第3の実施形態に係るマルチキャリア光送信器における、送信CW光源の出力CW光、光変調器の出力スペクトル、及び光ベクトル変調手段の出力光信号のそれぞれのスペクトルの関係を模式的に説明する図である。図8中の点線は送信CW光源の周波数を表し、一点鎖線はサブキャリア周波数をそれぞれ表す。本実施形態においては、光変調器の出力スペクトルにおいてfref(=Δfideal)間隔で現れるサブピークを基準とし、そこからのズレをビート周波数として検出した後に、これまでに説明した第1および第2の実施形態と同様、デジタル領域での位相回転によってこの周波数ズレを補償している。 FIG. 8 shows the spectrum of each of the output CW light of the transmission CW light source, the output spectrum of the optical modulator, and the output optical signal of the optical vector modulation means in the multicarrier optical transmitter according to the third embodiment of the present invention. It is a figure which illustrates a relationship typically. The dotted line in FIG. 8 represents the frequency of the transmission CW light source, and the alternate long and short dash line represents the subcarrier frequency. In the present embodiment, the sub-peaks appearing at intervals of f ref (= Δf ideal ) in the output spectrum of the optical modulator are used as a reference, and the deviation from there is detected as the beat frequency. As in the first embodiment, this frequency shift is compensated by phase rotation in the digital domain.

本実施形態に係るマルチキャリア光送信器は、これまでに説明した第1および第2の実施形態に係るマルチキャリア光送信器と比べ、光領域でのクロック変調を用いることで、低速(狭帯域)な受光器およびADCの使用を可能にし、技術的難度の低下を可能にしている。具体的には、送信CW光源の周波数精度(経時変化分含む)が所望値に対し±2.5GHz程度の場合、受光器およびADCの動作帯域は±2.5GHz程度(マージンを見込んで±5GHz程度)でよい。   The multi-carrier optical transmitter according to the present embodiment uses a clock modulation in the optical domain, which is lower than the multi-carrier optical transmitter according to the first and second embodiments described so far. ) Receiver and ADC can be used, and the technical difficulty can be reduced. Specifically, when the frequency accuracy (including the change over time) of the transmission CW light source is about ± 2.5 GHz with respect to a desired value, the operating band of the light receiver and the ADC is about ± 2.5 GHz (± 5 GHz with a margin in mind) Degree).

なお、本実施形態では、モニタ光602を基準として用いたが、基準として用いるモニタ光の選択は任意である。但し、クロック変調において高次のサブピークで充分な強度を得るためには大きな変調電圧振幅が必要となるため、中央付近のチャネルを基準として選ぶことが望ましい。   In the present embodiment, the monitor light 602 is used as a reference, but the selection of the monitor light used as the reference is arbitrary. However, since a large modulation voltage amplitude is required to obtain sufficient intensity at a high-order sub-peak in clock modulation, it is desirable to select a channel near the center as a reference.

また、本実施形態ではfref=Δfidealとしたが、両者を既知量だけずらしてfref=Δfideal+fgapとし、周波数制御回路730において適宜補正をかける構成としても良い。この場合、fbeat_1、fbeat_3及びfbeat_4は以下の(式17)〜(式19)で表される。
beat_1=f−(f−fref)=f−{f−(Δfideal+fgap)} (式17)
beat_3=f−(f+fref)=f−{f+(Δfideal+fgap)} (式18)
beat_4=f−(f+2fref)=f−{f+2(Δfideal+fgap)}
(式19)
Further, in the present embodiment, f ref = Δf ideal is set, but both may be shifted by a known amount to f ref = Δf ideal + f gap and the frequency control circuit 730 may appropriately perform correction. In this case, f beat — 1 , f beat — 3, and f beat — 4 are expressed by the following (Expression 17) to (Expression 19).
f beat1 = f 1 − (f 2 −f ref ) = f 1 − {f 2 − (Δf ideal + f gap )} (Expression 17)
f beat3 = f 3 − (f 2 + f ref ) = f 3 − {f 2 + (Δf ideal + f gap )} (Formula 18)
f beat4 = f 4 − (f 2 + 2f ref ) = f 4 − {f 2 +2 (Δf ideal + f gap )}
(Formula 19)

従って、fgap分を補償するには、周波数制御回路730において補償信号を生成する際の演算を以下の(式20)とし、n=1、3、4に対しそれぞれm=+1、−1、−2とすればよい。
exp(j2πδft)
=exp(−j2πfbeat_nt)*exp(j2πmfbegapt)
={cos(2πfbeat_nt)−j*sin(2πfbeat_it)}*exp(j2πmfgapt) (式20)
Therefore, in order to compensate for f gap , the operation when generating the compensation signal in the frequency control circuit 730 is as follows (Equation 20), and for n = 1, 3 and 4, m = + 1, −1, -2.
exp (j2πδf n t)
= Exp (-j2 [ pi ] f beat_nt ) * exp (j2 [ pi ] mf begin t)
= {Cos (2πf beat —nt ) −j * sin (2πf beat —it )} * exp (j2πmf gap t) (Formula 20)

ref≠Δfidealとする例としては、例えば32Gbaud、Δfideal=35GHzのナイキストWDMの場合において、クロック源650を駆動信号生成手段700内で用いるシンボルレートクロック源と共通化し、fref=32GHz(fgap=3GHz)とする場合などが考えられる。 As an example of setting f ref ≠ Δf ideal , for example, in the case of Nyquist WDM of 32 Gbaud and Δf ideal = 35 GHz, the clock source 650 is shared with the symbol rate clock source used in the drive signal generation unit 700, and f ref = 32 GHz ( It is conceivable that f gap = 3 GHz).

また、本実施形態においては、光90度ハイブリッド回路の2個の入力ポートのうち信号光側入力ポートにモニタ光601、603、604を、局発側入力ポートに光変調器662の出力光をそれぞれ入力することを想定している。これを逆転し、信号光側入力ポートに光変調器662の出力光を入力し、局発側入力ポートにモニタ光601、603、604をそれぞれ入力した場合、上記(式13)〜(式15)の右辺の符号が逆転するが、その場合は周波数制御回路730において補償信号を生成する際の演算を以下の(式21)とすればとすれば全く同じ効果を得ることができる。
exp(2πδft)
=exp(2πfbeat_nt)
=cos(2πfbeat_nt)+j*sin(2πfbeat_nt) (式21)
In this embodiment, monitor light 601, 603, 604 is output to the signal light side input port of the two input ports of the optical 90-degree hybrid circuit, and output light of the optical modulator 662 is input to the local oscillation side input port. It is assumed that each input. When this is reversed, the output light of the optical modulator 662 is input to the signal light side input port, and the monitor lights 601, 603, and 604 are input to the local oscillation side input port, respectively, (Equation 13) to (Equation 15) The sign on the right side of) is reversed. In this case, the same effect can be obtained if the calculation when the compensation signal is generated in the frequency control circuit 730 is expressed by the following (Equation 21).
exp (2πδf n t)
= Exp (2πf beat_nt )
= Cos (2πf beat_nt ) + j * sin ( 2πfbeat_nt ) (Formula 21)

(第4の実施形態)
図9は、本発明の第4の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。第4の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の全体構成は、第1の実施形態における周波数間隔モニタ手段150を周波数間隔モニタ手段1000に置換した点、及び第1の実施形態における駆動信号生成手段160を駆動信号生成手段900に置換した点を除き、図1に示した第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の構成と同じである。図9において、周波数間隔モニタ手段900は、光分岐器910と、光90度ハイブリッド回路921〜924と、バランス受光器931〜938と、ローパスフィルタ971〜978と、基準光源980とを備える。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the frequency interval monitoring means according to the fourth embodiment of the present invention. The overall configuration of the multicarrier optical transmitter according to the fourth embodiment is that the frequency interval monitoring unit 150 in the first embodiment is replaced with the frequency interval monitoring unit 1000, and the drive signal generating unit in the first embodiment. The configuration is the same as that of the multicarrier optical transmitter according to the first embodiment shown in FIG. In FIG. 9, the frequency interval monitoring unit 900 includes an optical branching unit 910, optical 90-degree hybrid circuits 921 to 924, balance light receivers 931 to 938, low-pass filters 971 to 978, and a reference light source 980.

本実施形態では、所望のサブキャリア間隔は等間隔としており、すなわち、Δfideal_21=Δfideal_32=Δfideal_43=Δfidealである。基準光源980は、周波数間隔frefで並んだサブピークを有する基準光を発生させる光源である。但し、サブピークのうち1本の周波数fref_0は、f近傍に立つように予め調整する。基準光源980の構成としては、例えば図9中に模式的に示した通り、CW光を周波数frefでクロック変調してサブピークを立てて出力する構成を用いてもよいし、非線形媒質を使ってサブピークを立てる構成を用いてもよい。基準光源自体をデータ送信に用いるわけではないので、周波数間隔がfrefにロックされてさえいれば、サブピーク成分あたりの光パワーは小さくてもよく、またサブピーク成分ごとに強度のばらつきがあってもよい。本実施形態においては、fref=Δfidealとする。 In the present embodiment, the desired subcarrier spacing is a regular intervals, i.e., a Δf ideal_21 = Δf ideal_32 = Δf ideal_43 = Δf ideal. The reference light source 980 is a light source that generates reference light having sub-peaks arranged at a frequency interval f ref . However, one frequency f ref — 0 of the sub- peaks is adjusted in advance so as to stand in the vicinity of f 1 . As a configuration of the reference light source 980, for example, as schematically illustrated in FIG. 9, a configuration in which CW light is clock-modulated with a frequency f ref and a sub-peak is output may be used, or a non-linear medium may be used. You may use the structure which raises a subpeak. Since the reference light source itself is not used for data transmission, the optical power per sub-peak component may be small as long as the frequency interval is locked to f ref , and even if there is a variation in intensity for each sub-peak component. Good. In the present embodiment, f ref = Δf ideal .

基準光源980の出力光は光分岐器910により4分岐され、それぞれ光90度ハイブリッド回路921〜924においてモニタ光901〜904と干渉させられる。バランス受光器931〜938は、それぞれ光90度ハイブリッド回路921〜924からのI成分またはQ成分出力を受光し、アナログ電気信号として出力する。バランス受光器931〜938の出力は、ローパスフィルタ971〜978により高周波成分をカットされた後、ビート信号941〜948として出力される。各ビート信号941〜948のビート周波数(低周波成分)は以下の(式22)〜(式25)で表される。
beat_1=f−fref_0 (式22)
beat_2=f−(fref_0+fref)=f−(fref_0+Δfideal) (式23)
beat_3=f−(fref_0+2fref)=f−(fref_0+2Δfideal) (式24)
beat_4=f−(fref_0+3fref)=f−(fref_0+3Δfideal) (式25)
The output light of the reference light source 980 is branched into four by the optical branching unit 910 and is made to interfere with the monitor lights 901 to 904 in the optical 90-degree hybrid circuits 921 to 924, respectively. The balance light receivers 931 to 938 receive the I component or Q component outputs from the optical 90-degree hybrid circuits 921 to 924, respectively, and output them as analog electric signals. The outputs of the balance light receivers 931 to 938 are output as beat signals 941 to 948 after high frequency components are cut by the low pass filters 971 to 978. The beat frequencies (low frequency components) of the beat signals 941 to 948 are expressed by the following (Expression 22) to (Expression 25).
f beat1 = f 1 −f ref0 (Equation 22)
f beat2 = f 2 − (f ref0 + f ref ) = f 2 − (f ref0 + Δf ideal ) (Expression 23)
f beat3 = f 3 − (f ref0 + 2f ref ) = f 3 − (f ref0 + 2Δf ideal ) (Equation 24)
f beat4 = f 4 − (f ref0 + 3f ref ) = f 4 − (f ref0 + 3Δf ideal ) (Equation 25)

出力されるビート信号941〜948の時間波形は、それぞれcos(2πfbeat_1t)、sin(2πfbeat_1t)、cos(2πfbeat_2t)、sin(2πfbeat_2t)、cos(2πfbeat_3t)、sin(2πfbeat_3t)、cos(2πfbeat_4t)、sin(2πfbeat_4t)となる。 The time waveforms of the output beat signals 941 to 948 are cos (2πf beat — 1t ), sin (2πf beat — 1t ), cos (2πf beat — 2t), sin (2πf beat — 2t), cos (2πf beat — 3t) and sin, respectively. (2πf beat — 3t), cos (2πf beat — 4t ), sin (2πf beat — 4t ).

本実施形態に係るマルチキャリア光送信器においても、前述の第3の実施形態に係るマルチキャリア光送信器と同様、ビート周波数はゼロを中心に正負両側に分布することになるため、バランス受光器931〜938としては前述の第1および第2の実施形態で使用されるバランス受光器に比べ狭帯域(低速)なものを用いることができる。また、ビート周波数の正負(周波数ズレの方向)を判別する必要があるため、光カプラではなく光90度ハイブリッド回路を用い、ビート信号のI成分とQ成分(cos成分とsin成分)を同時にモニタできるような構成としている。また、バランス受光器931〜938として充分動作帯域の狭いものを用いれば、ローパスフィルタ971〜978は不要である。   Also in the multicarrier optical transmitter according to the present embodiment, the beat frequency is distributed on both the positive and negative sides centering on zero, similarly to the multicarrier optical transmitter according to the third embodiment described above. As 931 to 938, a narrow band (low speed) can be used as compared with the balance light receiver used in the first and second embodiments described above. In addition, since it is necessary to determine whether the beat frequency is positive or negative (frequency shift direction), the 90-degree optical hybrid circuit is used instead of the optical coupler, and the I and Q components (cos component and sin component) of the beat signal are monitored simultaneously. The configuration is such that it can be done. Further, if a balanced optical receiver 931 to 938 having a sufficiently narrow operating band is used, the low-pass filters 971 to 978 are unnecessary.

図10は、本発明の第4の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成を示すブロック図である。図10に示される駆動信号生成手段1000は、ビート周波数検出回路1021〜1028が1セット(2個)多いという点を除いては図7に示した第3の実施形態に係る駆動信号生成手段700の構成と同等である。   FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the drive signal generating means according to the fourth embodiment of the present invention. The drive signal generation unit 1000 shown in FIG. 10 has the drive signal generation unit 700 according to the third embodiment shown in FIG. 7 except that the beat frequency detection circuits 1021 to 1028 are increased by one set (two). It is equivalent to the configuration of

ビート周波数検出回路1021〜1028としてはADCを用い、単純に周波数間隔モニタ手段900から送られるビート信号1001〜1008(図9のビート信号941〜948に対応)の時間波形をデジタル信号化して出力する。前述の通り、光領域での変調を用いることでビート周波数をゼロ近傍に落としているので、ADCは低速のものでよい。周波数制御回路1030はデジタル回路であり、入力されたビート信号の時間波形から補償信号exp(j2πδft)(n=1、2、3、4)を生成して出力する。補償信号は、以下の(式26)で示される演算により生成すればよい。
exp(j2πδft)
=exp(−j2πfbeat_nt)
=cos(2πfbeat_nt)−j*sin(2πfbeat_nt) (式26)
ADC is used as the beat frequency detection circuits 1021 to 1028, and the time waveform of the beat signals 1001 to 1008 (corresponding to the beat signals 941 to 948 in FIG. 9) simply sent from the frequency interval monitoring means 900 is converted into a digital signal and output. . As described above, since the beat frequency is reduced to near zero by using modulation in the optical region, the ADC may be low speed. Frequency control circuit 1030 is a digital circuit, the compensation signal exp (j2πδf n t) from the time waveform of the input beat signal (n = 1, 2, 3, 4) generates and outputs. What is necessary is just to produce | generate a compensation signal by the calculation shown by the following (Formula 26).
exp (j2πδf n t)
= Exp (-j2πf beat_nt )
= Cos (2πf beat_nt ) −j * sin (2πf beat_nt ) (Equation 26)

他の方法としては、入力ビート信号をそれぞれフーリエ変換しピーク周波数を求め、適宜操作した後にδfを決定する方法も考えられるが、フーリエ変換を使うと演算量が増えてしまう欠点がある。 As another method, a method may be considered in which each input beat signal is subjected to Fourier transform to obtain a peak frequency, and δf n is determined after appropriate operation. However, when Fourier transform is used, there is a drawback that the amount of calculation increases.

図11は、本発明の第4の実施形態に係るマルチキャリア光送信器における、送信CW光源の出力CW光、基準光源980の出力スペクトル、及び光ベクトル変調手段の出力光信号のそれぞれのスペクトルの関係を模式的に説明する図である。図11中の点線は送信CW光源の周波数を、一点鎖線はサブキャリア周波数をそれぞれ表す。本実施形態においては、基準光源980の出力光スペクトルにおいてfref(=Δfideal)間隔で現れるサブピークを基準とし、そこからのズレをビート周波数として検出した後に、これまでに説明した第1および第2の実施形態と同様、デジタル領域での位相回転によってこの周波数ズレを補償している。 FIG. 11 is a graph showing the spectrums of the output CW light of the transmission CW light source, the output spectrum of the reference light source 980, and the output optical signal of the optical vector modulation means in the multicarrier optical transmitter according to the fourth embodiment of the present invention. It is a figure which illustrates a relationship typically. The dotted line in FIG. 11 represents the frequency of the transmission CW light source, and the alternate long and short dash line represents the subcarrier frequency. In the present embodiment, the sub-peaks appearing at intervals of f ref (= Δf ideal ) in the output light spectrum of the reference light source 980 are used as a reference, and the deviation from there is detected as the beat frequency. Similar to the second embodiment, this frequency shift is compensated by phase rotation in the digital domain.

本実施形態に係るマルチキャリア光送信器は、前述の第3の実施形態に係るマルチキャリア光送信器と同様、光領域でのクロック変調を用いることで、低速(狭帯域)な受光器およびADCの使用を可能にし、技術的難度の低下を可能にしている。具体的には、送信CW光源の周波数精度(経時変化分含む)が所望値に対し±2.5GHz程度の場合、受光器およびADCの動作帯域は±2.5GHz程度(マージンを見込んで±5GHz程度)でよい。   The multicarrier optical transmitter according to the present embodiment uses a low-speed (narrowband) light receiver and ADC by using clock modulation in the optical domain, similarly to the multicarrier optical transmitter according to the third embodiment described above. Can be used, and the technical difficulty can be reduced. Specifically, when the frequency accuracy (including the change over time) of the transmission CW light source is about ± 2.5 GHz with respect to a desired value, the operating band of the light receiver and the ADC is about ± 2.5 GHz (± 5 GHz with a margin in mind) Degree).

なお、前述の第3の実施形態に係るマルチキャリア光送信器と同様、本実施形態に係るマルチキャリア光送信器でもfrefとΔfidealとを既知量だけずらしてfref=Δfideal+fgapとし、周波数制御回路1030において適宜補正をかける構成としてもよい。また、光90度ハイブリッド回路の信号光側入力ポートと局発側入力ポートを逆転させfbeatの符号を反転させた場合の扱いについても、前述の第3の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の場合と同様である。 Note that, similarly to the multicarrier optical transmitter according to the third embodiment described above, in the multicarrier optical transmitter according to the present embodiment, f ref = Δf ideal + f gap is obtained by shifting f ref and Δf ideal by a known amount. The frequency control circuit 1030 may be configured to appropriately correct. The multi-carrier optical transmitter according to the third embodiment is also handled when the signal light side input port and the local oscillation side input port of the optical 90-degree hybrid circuit are reversed and the sign of f beat is reversed. It is the same as the case of.

(第5の実施形態)
図12は、本発明の第5の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。第5の実施形態のマルチキャリア光送信器の全体構成は、第1の実施形態における周波数間隔モニタ手段150を周波数間隔モニタ手段1200に置換した点、及び第1の実施形態における駆動信号生成手段160を第5の実施形態に係る駆動信号生成手段に置換した点を除き、図1に示した第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の構成と同じである。また、第5の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成は、図7に示した第3の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成と同じであるが、両者は後述の通り周波数制御手段における演算の内容が異なる。
(Fifth embodiment)
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of frequency interval monitoring means according to the fifth embodiment of the present invention. The overall configuration of the multicarrier optical transmitter of the fifth embodiment is that the frequency interval monitoring means 150 in the first embodiment is replaced with a frequency interval monitoring means 1200, and the drive signal generating means 160 in the first embodiment. The configuration is the same as that of the multicarrier optical transmitter according to the first embodiment shown in FIG. 1 except that is replaced with the drive signal generating means according to the fifth embodiment. The configuration of the drive signal generation means according to the fifth embodiment is the same as the configuration of the drive signal generation means according to the third embodiment shown in FIG. The content of the calculation is different.

図12に示されるように、周波数間隔モニタ手段1200は、光分岐器1212及び1213と、光90度ハイブリッド回路1221〜1223と、バランス受光器1231〜1236と、クロック源1250と、光変調器1262及び1264と、ローパスフィルタ1271〜1276とを備える。   As shown in FIG. 12, the frequency interval monitoring unit 1200 includes optical branching units 1212 and 1213, optical 90-degree hybrid circuits 1221 to 1223, balance light receivers 1231 to 1236, a clock source 1250, and an optical modulator 1262. 1264 and low-pass filters 1271-1276.

本実施形態では、所望のサブキャリア間隔は等間隔としており、すなわち、Δfideal_21=Δfideal_32=Δfideal_43=Δfidealである。また、クロック源1250の周波数frefは所望のサブキャリア間隔に合わせており、すなわちfref=Δfidealとする。 In the present embodiment, the desired subcarrier spacing is a regular intervals, i.e., a Δf ideal_21 = Δf ideal_32 = Δf ideal_43 = Δf ideal. Further, the frequency f ref of the clock source 1250 is set to a desired subcarrier interval, that is, f ref = Δf ideal .

光変調器1262及び1264としては、例えば直線型のLN位相変調器を用いることができる。光変調器1262及び1264は、クロック源1250から出力されるクロック信号(sin波)により駆動され、モニタ光1202(光周波数f)及び1204(光周波数f)をそれぞれクロック変調する。すなわち、偶数サブチャネルのモニタ光のみクロック変調する。クロック信号は必要に応じて増幅器(ドライバアンプ)で増幅してから光変調器1262及び1264に入力する。光変調器1262及び1264の出力信号スペクトルには、周波数f及びfの両側にfref間隔でサブピークが生じる。 As the optical modulators 1262 and 1264, for example, linear LN phase modulators can be used. The optical modulators 1262 and 1264 are driven by a clock signal (sin wave) output from the clock source 1250, and clock-modulate the monitor light 1202 (optical frequency f 2 ) and 1204 (optical frequency f 4 ), respectively. That is, only the monitor light of the even subchannel is clock-modulated. The clock signal is amplified by an amplifier (driver amplifier) as necessary, and then input to the optical modulators 1262 and 1264. In the output signal spectrum of the optical modulators 1262 and 1264, sub-peaks occur at intervals of f ref on both sides of the frequencies f 2 and f 4 .

光変調器1262の出力光及びモニタ光1203は、それぞれ光分岐器1212及び1213によりそれぞれ2分岐される。光90度ハイブリッド回路1221、1222、1223においては、モニタ光1201と光変調器1262の出力光、光変調器1262の出力光とモニタ光1203、モニタ光1203と光変調器1264の出力光がそれぞれ干渉させられる。バランス受光器1231〜1236は、それぞれ光90度ハイブリッド回路1221〜1223のI成分またはQ成分出力を受光してアナログ電気信号として出力する。バランス受光器1231〜1236の出力は、ローパスフィルタ1271〜1276により高周波成分をカットされた後、ビート信号1241〜1246として出力される。各ビート信号1241〜1246のビート周波数(低周波成分)は以下の(式27)〜(式29)で表される。
beat_12=f−(f−fref)=f−(f−Δfideal
(式27)
beat_23=(f+fref)−f=(f+Δfideal)−f
(式28)
beat_34=f−(f−fref)=f−(f−Δfideal
(式29)
The output light from the optical modulator 1262 and the monitor light 1203 are branched into two by optical splitters 1212 and 1213, respectively. In the optical 90-degree hybrid circuits 1221, 1222, and 1223, the monitor light 1201 and the output light of the optical modulator 1262, the output light of the optical modulator 1262 and the monitor light 1203, and the monitor light 1203 and the output light of the optical modulator 1264, respectively. Interfered. The balance light receivers 1231 to 1236 receive the I component or Q component outputs of the optical 90-degree hybrid circuits 1221 to 1223, respectively, and output them as analog electric signals. The outputs of the balance light receivers 1231 to 1236 are output as beat signals 1241 to 1246 after high frequency components are cut by the low pass filters 1271 to 1276. The beat frequency (low frequency component) of each of the beat signals 1241 to 1246 is expressed by the following (Expression 27) to (Expression 29).
f beat12 = f 1 − (f 2 −f ref ) = f 1 − (f 2 −Δf ideal )
(Formula 27)
f beat23 = (f 2 + f ref ) −f 3 = (f 2 + Δf ideal ) −f 3
(Formula 28)
f beat34 = f 3 − (f 4 −f ref ) = f 3 − (f 4 −Δf ideal )
(Formula 29)

すなわち、全ての隣接サブチャネルペアにおいて、奇数サブチャネルのモニタ光と、クロック変調された偶数サブチャネルのモニタ光の1次のサブピークとの干渉によるビート信号が得られる。出力されるビート信号1241〜1246の時間波形は、それぞれcos(2πfbeat_12t)、sin(2πfbeat_12t)、cos(2πfbeat_23t)、sin(2πfbeat_23t)、cos(2πfbeat_34t)、sin(2πfbeat_34t)となる。 That is, in all adjacent subchannel pairs, beat signals are obtained by interference between the odd-numbered subchannel monitor light and the primary subpeak of the clock-modulated even-numbered subchannel monitor light. The time waveforms of the output beat signals 1241 to 1246 are cos (2πf beat — 12 t), sin (2πf beat — 12 t), cos (2πf beat — 23 t), sin (2πf beat — 23 t), cos (2πf beat — 34 t), sin, respectively. (2πf beat — 34 t).

本実施形態においても、前述の第3の実施形態と同様、ビート周波数はゼロを中心に正負両側に分布することになるため、バランス受光器1231〜1236としては前述の第1および第2の実施形態で使用されるバランス受光器に比べ狭帯域(低速)なものを用いることができる。また、ビート周波数の正負(周波数ズレの方向)を判別する必要があるため、光カプラではなく光90度ハイブリッド回路を用い、ビート信号のI成分とQ成分(cos成分とsin成分)を同時にモニタできるような構成としている。また、バランス受光器1231〜1236として充分動作帯域の狭いものを用いれば、ローパスフィルタ1271〜1276は不要である。   Also in the present embodiment, since the beat frequency is distributed on both the positive and negative sides centering on zero as in the third embodiment, the balance light receivers 1231 to 1236 are the first and second embodiments described above. A narrow band (low speed) can be used as compared with the balance light receiver used in the embodiment. In addition, since it is necessary to determine whether the beat frequency is positive or negative (frequency shift direction), the 90-degree optical hybrid circuit is used instead of the optical coupler, and the I and Q components (cos component and sin component) of the beat signal are monitored simultaneously. The configuration is such that it can be done. Further, if a balanced optical receiver 1231 to 1236 having a sufficiently narrow operating band is used, the low-pass filters 1271 to 1276 are unnecessary.

前述の通り、本実施形態に係る駆動信号生成手段の構成は図7に示した第3の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成と同じであるため、以下図7を参照しながら本実施形態の駆動信号生成手段について説明する。本実施形態に係る駆動信号生成手段においても、第3の実施形態に係る駆動信号生成手段700と同様、ビート周波数検出回路721〜726としてはADCを用い、単純に周波数間隔モニタ手段から送られるビート信号701〜706(図12のビート信号1241〜1246に対応)の時間波形をデジタル信号化して出力する。前述の通り、光領域での変調を用いることでビート周波数をゼロ近傍に落としているので、ADCは低速のものでよい。周波数制御回路1230はデジタル回路であり、入力されたビート信号の時間波形から補償信号exp(j2πδft)(n=1、2、3、4)を生成し出力する。補償信号は以下の(式26)で示される演算により求める。
exp(j2πδft)=1 (式30)
exp(j2πδft)
=exp(j2πfbeat_12t)*exp(j2πδft)
={cos(2πfbeat_12t)+j*sin(2πfbeat_12t)}*exp(j2πδft) (式31)
exp(j2πδft)
=exp(j2πfbeat_23t)*exp(j2πδft)
={cos(2πfbeat_23t)+j*sin(2πfbeat_23t)}*exp(j2πδft) (式32)
exp(j2πδft)
=exp(j2πfbeat_34t)*exp(j2πδft)
={cos(2πfbeat_34t)+j*sin(2πfbeat_34t)}*exp(j2πδft) (式33)
As described above, the configuration of the drive signal generation unit according to the present embodiment is the same as the configuration of the drive signal generation unit according to the third embodiment shown in FIG. The drive signal generating means will be described. Also in the drive signal generation means according to the present embodiment, ADC is used as the beat frequency detection circuits 721 to 726 similarly to the drive signal generation means 700 according to the third embodiment, and beats sent simply from the frequency interval monitoring means are used. The time waveforms of the signals 701 to 706 (corresponding to the beat signals 1241 to 1246 in FIG. 12) are converted into digital signals and output. As described above, since the beat frequency is reduced to near zero by using modulation in the optical region, the ADC may be low speed. Frequency control circuit 1230 is a digital circuit, and generates a compensation signal from the time waveform of the input beat signal exp (j2πδf n t) (n = 1,2,3,4) is output. The compensation signal is obtained by the calculation represented by the following (Equation 26).
exp (j2πδf 1 t) = 1 (Equation 30)
exp (j2πδf 2 t)
= Exp (j2πf beat — 12 t) * exp (j2πδf 1 t)
= {Cos (2πf beat — 12t ) + j * sin (2πf beat — 12t )} * exp (j2πδf 1 t) (Expression 31)
exp (j2πδf 3 t)
= Exp (j2πf beat — 23 t) * exp (j2πδf 2 t)
= {Cos (2πf beat — 23 t) + j * sin (2πf beat — 23 t)} * exp (j2πδf 2 t) (Expression 32)
exp (j2πδf 4 t)
= Exp (j2πf beat — 34 t) * exp (j2πδf 3 t)
= {Cos (2πf beat —34 t) + j * sin (2πf beat —34 t)} * exp (j2πδf 3 t) (Expression 33)

(式27)〜(式33)より、以下の(式34)〜(式37)となることがわかる。
δf=0 (式34)
δf=f+Δfideal−f (式35)
δf=f+2Δfideal−f (式36)
δf=f+3Δfideal−f (式37)
From (Expression 27) to (Expression 33), it is understood that the following (Expression 34) to (Expression 37) are obtained.
δf 1 = 0 (Formula 34)
δf 2 = f 1 + Δf ideal −f 2 (Formula 35)
δf 3 = f 1 + 2Δf ideal −f 3 (Formula 36)
δf 4 = f 1 + 3Δf ideal −f 4 (Expression 37)

すなわち、補償信号exp(j2πδft)(n=1、2、3、4)により、サブキャリア周波数をfを基準としてΔfideal間隔で並ぶよう補償することができる。なお、δfは常にゼロとしているため、乗算回路741は省いてもよい。周波数制御手段730の演算内容としては、上記の他に、入力ビート信号をそれぞれフーリエ変換してピーク周波数を求め、適宜操作した後にδfを決定する方法も考えられるが、フーリエ変換を使うと演算量が増えてしまう欠点がある。 That is, the compensation signal exp (j2πδf n t) (n = 1,2,3,4), can be compensated so as to align with Delta] f ideal intervals subcarrier frequency relative to the f 1. Since δf 1 is always zero, the multiplication circuit 741 may be omitted. In addition to the above, the frequency control means 730 may calculate the peak frequency by Fourier transforming each of the input beat signals, and determine δf n after appropriate operation. There is a drawback that the amount increases.

本実施形態に係るマルチキャリア光送信器は、前述の第3及び第4の実施形態に係るマルチキャリア光送信器と同様、光領域でのクロック変調を用いることで、低速(狭帯域)な受光器およびADCの使用を可能にし、技術的難度の低下を可能にしている。具体的には、送信CW光源の周波数精度(経時変化分含む)が所望値に対し±2.5GHz程度の場合、受光器およびADCの動作帯域は±2.5GHz程度(マージンを見込んで±5GHz程度)でよい。   The multi-carrier optical transmitter according to the present embodiment, like the multi-carrier optical transmitters according to the third and fourth embodiments described above, uses low-speed (narrow band) light reception by using clock modulation in the optical domain. The use of a vacuum vessel and an ADC, reducing the technical difficulty. Specifically, when the frequency accuracy (including the change over time) of the transmission CW light source is about ± 2.5 GHz with respect to a desired value, the operating band of the light receiver and the ADC is about ± 2.5 GHz (± 5 GHz with a margin in mind) Degree).

なお、前述の第3の実施形態に係るマルチキャリア光送信器と同様、本実施形態に係るマルチキャリア光送信器でもfrefとΔfidealとを既知量だけずらしてfref=Δfideal+fgapとし、周波数制御回路730において適宜補正をかける構成としてもよい。また、本実施形態に係るマルチキャリア光送信器のおいては、光90度ハイブリッド回路の信号光側入力ポートと局発側入力ポートを逆転させfbeatの符号を反転させた場合の扱いについても、前述の第3の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の場合と同様である。 Note that, similarly to the multicarrier optical transmitter according to the third embodiment described above, in the multicarrier optical transmitter according to the present embodiment, f ref = Δf ideal + f gap is obtained by shifting f ref and Δf ideal by a known amount. The frequency control circuit 730 may be configured to appropriately correct. In the multicarrier optical transmitter according to this embodiment, the handling when the signal light side input port and the local oscillation side input port of the optical 90-degree hybrid circuit are reversed and the sign of f beat is reversed is also possible. This is the same as the case of the multicarrier optical transmitter according to the third embodiment described above.

前述の第3の実施形態に係るマルチキャリア光送信器では光変調器662の出力の2次までのサブピークを利用していたが、本実施形態に係るマルチキャリア光送信器では1次のサブピークしか利用しないため、サブピークを立てるためのクロック信号の電圧振幅を小さくすることができる。また、サブキャリア数をさらに増加させた場合であっても、全ての偶数サブチャネルのモニタ光についてクロック変調をかけることで、1次のサブピークのみを使ったビート検出が可能である。   In the multicarrier optical transmitter according to the third embodiment described above, sub-peaks up to the second order of the output of the optical modulator 662 are used. However, in the multicarrier optical transmitter according to the present embodiment, only the first-order subpeak is used. Since it is not used, the voltage amplitude of the clock signal for raising the sub-peak can be reduced. Even when the number of subcarriers is further increased, beat detection using only the primary subpeak can be performed by applying clock modulation to the monitor light of all even-numbered subchannels.

(第6の実施形態)
図13は、本発明の第6の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。第6の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の全体構成は、第1の実施形態における周波数間隔モニタ手段150を周波数間隔モニタ手段1300に置換した点、及び第1の実施形態における駆動信号生成手段160を駆動信号生成手段1400に置換した点を除き、図1に示した第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の構成と同じである。図13に示されるように、周波数間隔モニタ手段1300は、光分岐器1310と、光カプラ1321〜1324と、バランス受光器1331〜1334と、ローパスフィルタ1371〜1374と、基準光源1380とを備える。
(Sixth embodiment)
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the frequency interval monitoring means according to the sixth embodiment of the present invention. The overall configuration of the multicarrier optical transmitter according to the sixth embodiment is that frequency interval monitoring means 150 in the first embodiment is replaced with frequency interval monitoring means 1300, and drive signal generating means in the first embodiment. Except for the point that 160 is replaced with drive signal generation means 1400, the configuration is the same as that of the multicarrier optical transmitter according to the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 13, the frequency interval monitoring unit 1300 includes an optical splitter 1310, optical couplers 1321 to 1324, balance light receivers 1331 to 1334, low-pass filters 1371 to 1374, and a reference light source 1380.

本実施形態では所望のサブキャリア間隔は等間隔としており、すなわち、Δfideal_21=Δfideal_32=Δfideal_43=Δfidealである。基準光源1380は、周波数間隔frefで並んだサブピークを有する基準光を発生させる光源である。但し、サブピークのうち1本の周波数をfref_0としたとき、fref_0がf近傍であり、かつf(n=1,2,3,4)に最近接のサブピークが常にfに対して周波数軸上でマイナス側に来るように予め調整する。すなわち、以下の(式38)〜(式41)が常に成り立つよう予め調整する。
ref_0<f (式38)
(f+f)/2<fref_0+fref<f (式39)
(f+f)/2<fref_0+2fref<f (式40)
(f+f)/2<fref_0+3fref<f (式41)
Desired subcarrier spacing in the present embodiment has a regular intervals, i.e., a Δf ideal_21 = Δf ideal_32 = Δf ideal_43 = Δf ideal. The reference light source 1380 is a light source that generates reference light having sub-peaks arranged at a frequency interval f ref . However, when a single frequency of sub-peaks was f ref_0, f ref_0 is f 1 near and to always f n is the sub-peak closest to f n (n = 1, 2, 3, 4) Adjust in advance so that it is on the negative side on the frequency axis. That is, adjustment is made in advance so that the following (formula 38) to (formula 41) always hold.
f ref — 0 <f 1 (Formula 38)
(F 1 + f 2 ) / 2 <f ref — 0 + f ref <f 2 (Formula 39)
(F 2 + f 3 ) / 2 <f ref — 0 + 2f ref <f 3 (Equation 40)
(F 3 + f 4 ) / 2 <f ref — 0 + 3f ref <f 4 (Formula 41)

ref_0の調整にあたっては、上式がfの経時変化による変動幅を考慮に入れても成立するよう、適宜マージンを設ける。 In adjusting f ref — 0, a margin is provided as appropriate so that the above equation can be satisfied even when the fluctuation range due to the change in f n with time is taken into consideration.

基準光源1380の構成としては、例えば図13中に模式的に示した通り、CW光を周波数frefでクロック変調してサブピークを立てて出力する構成を用いてもよいし、非線形媒質を使ってサブピークを立てる構成を用いてもよい。基準光源自体をデータ送信に用いるわけではないので、周波数間隔がfrefにロックされてさえいれば、サブピーク成分あたりの光パワーは小さくてもよく、またサブピーク成分ごとに強度のばらつきがあってもよい。本実施形態においては、fref=Δfidealとする。 As a configuration of the reference light source 1380, for example, as schematically illustrated in FIG. 13, a configuration in which CW light is clock-modulated with a frequency f ref and a sub-peak is output may be used, or a non-linear medium may be used. You may use the structure which raises a subpeak. Since the reference light source itself is not used for data transmission, the optical power per sub-peak component may be small as long as the frequency interval is locked to f ref , and even if there is a variation in intensity for each sub-peak component. Good. In the present embodiment, f ref = Δf ideal .

基準光源1380の出力光は光分岐器1310により4分岐され、それぞれ光カプラ1321〜1324においてモニタ光1301〜1304と干渉させられる。光カプラ1321〜1324は一般的な2×2の3dBカプラであり、その出力はバランス受光器1331〜1334、ローパスフィルタ1371〜1374を介してビート信号1341〜1344として出力される。(式38)〜(式41)より、モニタ光と基準光との間の周波数差fbeatについて、以下の(式42)〜(式45)が成り立つ。
beat_1=f−fref_0>0 (式42)
beat_2=f−(fref_0+fref)>0 (式43)
beat_3=f−(fref_0+2fref)>0 (式44)
beat_4=f−(fref_0+3fref)>0 (式45)
The output light of the reference light source 1380 is branched into four by an optical branching device 1310 and is made to interfere with monitor lights 1301 to 1304 by optical couplers 1321 to 1324, respectively. The optical couplers 1321 to 1324 are general 2 × 2 3 dB couplers, and their outputs are output as beat signals 1341 to 1344 via balanced light receivers 1331 to 1334 and low-pass filters 1371 to 1374. From (Equation 38) to (Equation 41), the following (Equation 42) to (Equation 45) hold for the frequency difference f beat between the monitor light and the reference light.
f beat1 = f 1 −f ref — 0> 0 (Formula 42)
f beat_2 = f 2 - (f ref_0 + f ref)> 0 ( Equation 43)
f beat_3 = f 3 - (f ref_0 + 2f ref)> 0 ( Equation 44)
f beat_4 = f 4 - (f ref_0 + 3f ref)> 0 ( Equation 45)

すなわち、fbeatは常に正であり、正負を判別する必要が無いので、光90度ハイブリッド回路ではなく単純な光カプラ1321〜1324を用いることができる。ビート信号1341〜1344の周波数はfbeat_1〜fbeat_4となる。 That is, since f beat is always positive and it is not necessary to discriminate between positive and negative, simple optical couplers 1321 to 1324 can be used instead of the optical 90-degree hybrid circuit. The frequency of the beat signal 1341-1344 is the f beat_1 ~f beat_4.

図14は、本発明の第6の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成を示すブロック図である。図14に示される駆動信号生成手段1400の構成は、ビート周波数検出回路1421〜1424が1個多いという点を除いては図3に示した第1の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成と同等である。   FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the drive signal generation means according to the sixth embodiment of the present invention. The configuration of the drive signal generation unit 1400 shown in FIG. 14 is the same as the configuration of the drive signal generation unit according to the first embodiment shown in FIG. 3 except that there is one beat frequency detection circuit 1421-1424. It is equivalent.

ビート周波数検出回路1421〜1424としては周波数カウンタを用い、それぞれfbeat_1〜fbeat_4をデジタル値として出力する。周波数制御回路1430はデジタル回路であり、ビート周波数fbeat_1〜fbeat_4の値から補償信号exp(j2πδft)(n=1、2、3、4)を生成し出力する。具体的には、以下の(式46)で示される演算により補償信号を生成する。 The beat frequency detection circuits 1421 to 1424 use frequency counters and output f beat — 1 to f beat — 4 as digital values, respectively. Frequency control circuit 1430 is a digital circuit, which generates a compensation signal from the value of the beat frequency f beat_1 ~f beat_4 exp (j2πδf n t) (n = 1,2,3,4) output. Specifically, a compensation signal is generated by the calculation shown in the following (Equation 46).

exp(j2πδft)=exp{j2π(fofst−fbeat_n)t} (式46)
ここで、オフセット周波数fofstの値は任意だが、|δf|の最大値をできるだけ小さくする観点から、fofstはfbeat_nの分布の中間値(上記(式42)〜(式45)より、必ず正値となる)に近い値とすることが望ましい。
exp (j2πδf n t) = exp {j2π (f ofst −f beatn ) t} (Formula 46)
Here, the value of the offset frequency f ofst is arbitrary, but from the viewpoint of making the maximum value of | δf n | as small as possible, f ofst is an intermediate value of the distribution of f beatn (from the above (Expression 42) to (Expression 45), It is desirable that the value be close to a positive value.

図15は、本発明の第6の実施形態に係るマルチキャリア光送信器における、送信CW光源の出力CW光、基準光源1380の出力光スペクトル、及び光ベクトル変調手段の出力光信号のそれぞれのスペクトルの関係を模式的に説明する図である。図15中の点線は送信CW光源の周波数を、一点鎖線はサブキャリア周波数をそれぞれ表す。本実施形態においては、基準光源1380の出力光スペクトルにおいてfref(=Δfideal)間隔で現れるサブピークを基準としてビート信号を検出しているが、最終的に基準光源のサブピーク周波数そのものにサブキャリア周波数を合わせるのではなく、サブピーク周波数+オフセット周波数fofstにサブキャリア周波数を合わせるように周波数補償を行っている。 FIG. 15 shows respective spectra of the output CW light of the transmission CW light source, the output light spectrum of the reference light source 1380, and the output optical signal of the optical vector modulation means in the multicarrier optical transmitter according to the sixth embodiment of the present invention. It is a figure explaining typically the relationship. The dotted line in FIG. 15 represents the frequency of the transmission CW light source, and the alternate long and short dash line represents the subcarrier frequency. In the present embodiment, the beat signal is detected with reference to the subpeaks appearing at intervals of f ref (= Δf ideal ) in the output light spectrum of the reference light source 1380, but the subcarrier frequency is finally added to the subpeak frequency itself of the reference light source. Instead of adjusting the frequency, the frequency compensation is performed so that the subcarrier frequency is adjusted to the subpeak frequency + the offset frequency f ofst .

なお、前述の第3の実施形態と同様、本実施形態でもfrefとΔfidealとを既知量だけずらしてfref=Δfideal+fgapとし、周波数制御回路1430において適宜補正をかける構成としても良い。 As in the third embodiment described above, in this embodiment, f ref and Δf ideal may be shifted by a known amount to obtain f ref = Δf ideal + f gap , and the frequency control circuit 1430 may appropriately perform correction. .

マルチキャリア光送信器 100
送信CW光源 101〜104
モニタ光取り出し手段 111〜114
光ベクトル変調手段 121〜124
光合波手段 130
出力ポート 140
周波数間隔モニタ手段 150、200、300、500、600、900、1200、1300
駆動信号生成手段 160、700、1000、1400
光分岐器 212、213、512、513、612、910、1212、1213、1310
光カプラ 221〜223、521〜523、1321〜1324
バランス受光器 231〜233、531〜533、631〜636、931〜938、1231〜1236、1331〜1334
複素電界信号生成回路 310、710、1010
ビート周波数検出回路 321〜323、721〜726、1021〜1028、1421〜1024
周波数制御回路 330、730、1030、1430
乗算回路 341〜344、741〜744、1041〜1044、1441〜1444
出力インターフェース回路 351〜354、751〜754、1051〜1054、1451〜1454
クロック源 550、650、1250
アナログ乗算器 561〜563
ローパスフィルタ 571〜573、671〜676、971〜978、1271〜1276、1371〜1374
光90度ハイブリッド回路 621〜623、921〜924、1221〜1223
光変調器 662、1262、1264
基準光源 980、1380
偏波多重IQ変調器 1600
Multi-carrier optical transmitter 100
Transmission CW light source 101-104
Monitor light extraction means 111-114
Optical vector modulation means 121-124
Optical multiplexing means 130
Output port 140
Frequency interval monitoring means 150, 200, 300, 500, 600, 900, 1200, 1300
Drive signal generating means 160, 700, 1000, 1400
Optical splitters 212, 213, 512, 513, 612, 910, 1212, 1213, 1310
Optical couplers 221-223, 521-523, 1321-1324
Balance light receivers 231 to 233, 531 to 533, 631 to 636, 931 to 938, 1231 to 1236, 1331 to 1334
Complex electric field signal generation circuit 310, 710, 1010
Beat frequency detection circuits 321-323, 721-726, 1021-1028, 1421-1024
Frequency control circuit 330, 730, 1030, 1430
Multiplier circuits 341 to 344, 741 to 744, 1041 to 1044, 1441 to 1444
Output interface circuits 351 to 354, 751 to 754, 1051 to 1054, 1451 to 1454
Clock source 550, 650, 1250
Analog multipliers 561 to 563
Low-pass filters 571-573, 671-676, 971-978, 1271-1276, 1371-1374
Optical 90 degree hybrid circuit 621-623, 921-924, 1221-1223
Optical modulator 662, 1262, 1264
Reference light source 980, 1380
Polarization multiplexing IQ modulator 1600

Claims (4)

N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源と、
前記N個の送信CW光源から出力されたN個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するモニタ光取り出し手段と、
前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力する周波数間隔モニタ手段と、
外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力する駆動信号生成手段と、
前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光を入力して、N個のサブチャネル信号を生成して出力する光ベクトル変調手段であって、前記光ベクトル変調手段は、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、前記光ベクトル変調手段と、
前記光ベクトル変調手段から出力された前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信する光合波手段と
を備え、前記周波数間隔モニタ手段は、前記N個の送信CW光源のうちの少なくとも1個から取り出された前記モニタ光をクロック信号で変調した後に、当該変調したモニタ光と前記モニタ光とを相互に干渉させてビート信号を得る手段を有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号生成手段は、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出することを特徴とするマルチキャリア光送信器。
N transmission CW light sources respectively corresponding to N (N is an integer of 2 or more) subchannels;
Monitor light extraction means for extracting and outputting N monitor lights from the N output lights output from the N transmission CW light sources;
A frequency interval monitoring means for detecting frequency intervals between the N output lights using the N monitor lights, and generating and outputting frequency interval information from each of the detected frequency intervals;
A complex electric field signal for each of the N subchannels is generated based on a transmission data signal for data modulation input from the outside, and the frequency of the complex electric field signal is set to a predetermined frequency interval of the frequency interval information. Drive signal generating means for generating and outputting N drive signals respectively corresponding to the N subchannels by shifting by a difference from the frequency interval;
Optical vector modulation means for inputting the N drive signals and the N output lights to generate and output N subchannel signals, wherein the optical vector modulation means includes the N drive signals. The N sub-channel signals are modulated so as to have the predetermined frequency interval between the sub-channel signals by modulating the N output lights based on a signal and shifting the frequency of the N output lights. Generating the light vector modulating means;
Optical multiplexing means for multiplexing the N subchannel signals output from the optical vector modulation means and transmitting a multicarrier signal, and the frequency interval monitoring means includes the N transmission CW light sources. Means for modulating the monitor light extracted from at least one of the signals with a clock signal and then obtaining a beat signal by causing the modulated monitor light and the monitor light to interfere with each other, and the frequency interval information includes A multi-carrier optical transmitter comprising a beat signal, wherein the drive signal generation means calculates the difference between each frequency interval and a predetermined frequency interval based on a beat frequency of the beat signal .
N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源と、
前記N個の送信CW光源から出力されたN個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するモニタ光取り出し手段と、
前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力する周波数間隔モニタ手段と、
外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力する駆動信号生成手段と、
前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光を入力して、N個のサブチャネル信号を生成して出力する光ベクトル変調手段であって、前記光ベクトル変調手段は、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、前記光ベクトル変調手段と、
前記光ベクトル変調手段から出力された前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信する光合波手段と
を備え、前記周波数間隔モニタ手段は、基準光源を備え、前記モニタ光と前記基準光源の出力光とを干渉させてビート信号を得る手段を有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号生成手段は、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出し、前記基準光源の出力光スペクトルは、N本以上の等周波数間隔で並んだサブピークを有することを特徴とするマルチキャリア光送信器。
N transmission CW light sources respectively corresponding to N (N is an integer of 2 or more) subchannels;
Monitor light extraction means for extracting and outputting N monitor lights from the N output lights output from the N transmission CW light sources;
A frequency interval monitoring means for detecting frequency intervals between the N output lights using the N monitor lights, and generating and outputting frequency interval information from each of the detected frequency intervals;
A complex electric field signal for each of the N subchannels is generated based on a transmission data signal for data modulation input from the outside, and the frequency of the complex electric field signal is set to a predetermined frequency interval of the frequency interval information. Drive signal generating means for generating and outputting N drive signals respectively corresponding to the N subchannels by shifting by a difference from the frequency interval;
Optical vector modulation means for inputting the N drive signals and the N output lights to generate and output N subchannel signals, wherein the optical vector modulation means includes the N drive signals. The N sub-channel signals are modulated so as to have the predetermined frequency interval between the sub-channel signals by modulating the N output lights based on a signal and shifting the frequency of the N output lights. Generating the light vector modulating means;
Optical multiplexing means for multiplexing the N subchannel signals output from the optical vector modulation means and transmitting a multicarrier signal;
The frequency interval monitoring means includes a reference light source, and has means for obtaining a beat signal by causing the monitor light and output light of the reference light source to interfere with each other, and the frequency interval information includes the beat signal, The drive signal generation means calculates the difference between each frequency interval and a predetermined frequency interval based on the beat frequency of the beat signal, and the output light spectrum of the reference light source has N or more equal frequency intervals. A multi-carrier optical transmitter characterized by having sub-peaks arranged side by side .
N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源からN個の出力光を出力するステップと、
前記N個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するステップと、
前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力するステップと、
外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力するステップと、
前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光からN個のサブチャネル信号を生成して出力するステップであって、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、ステップと、
前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信するステップと
を備え、前記周波数間隔情報を生成して出力するステップは、前記N個の送信CW光源のうちの少なくとも1個から取り出された前記モニタ光をクロック信号で変調した後に、当該変調したモニタ光と前記モニタ光とを相互に干渉させてビート信号を得るステップを有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号を生成して出力するステップは、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出することを特徴とするマルチキャリア光送信方法。
Outputting N output lights from N transmission CW light sources respectively corresponding to N (N is an integer of 2 or more) subchannels;
Extracting and outputting N monitor lights from the N output lights; and
Detecting each frequency interval between the N output lights using the N monitor lights, and generating and outputting frequency interval information from each of the detected frequency intervals;
A complex electric field signal for each of the N subchannels is generated based on a transmission data signal for data modulation input from the outside, and the frequency of the complex electric field signal is set to a predetermined frequency interval of the frequency interval information. Generating and outputting N drive signals respectively corresponding to the N subchannels by shifting by a difference from a frequency interval;
Generating and outputting N subchannel signals from the N drive signals and the N output lights, and modulating the N output lights based on the N drive signals, Generating the N subchannel signals to have the predetermined frequency interval between the subchannel signals by shifting the frequency of the N output lights; and
Combining the N subchannel signals and transmitting a multicarrier signal, and generating and outputting the frequency interval information from at least one of the N transmission CW light sources. After the extracted monitor light is modulated with a clock signal, the modulated monitor light and the monitor light interfere with each other to obtain a beat signal, and the frequency interval information includes the beat signal, The step of generating and outputting the drive signal calculates the difference between each frequency interval and a predetermined frequency interval based on the beat frequency of the beat signal .
N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源からN個の出力光を出力するステップと、
前記N個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するステップと、
前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力するステップと、
外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力するステップと、
前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光からN個のサブチャネル信号を生成して出力するステップであって、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、ステップと、
前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信するステップと
を備え、前記周波数間隔情報を生成して出力するステップは、基準光源を用いて、前記モニタ光と前記基準光源の出力光とを干渉させてビート信号を得るステップを有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号を生成して出力するステップは、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出し、前記基準光源の出力光スペクトルは、N本以上の等周波数間隔で並んだサブピークを有することを特徴とするマルチキャリア光送信方法。
Outputting N output lights from N transmission CW light sources respectively corresponding to N (N is an integer of 2 or more) subchannels;
Extracting and outputting N monitor lights from the N output lights; and
Detecting each frequency interval between the N output lights using the N monitor lights, and generating and outputting frequency interval information from each of the detected frequency intervals;
A complex electric field signal for each of the N subchannels is generated based on a transmission data signal for data modulation input from the outside, and the frequency of the complex electric field signal is set to a predetermined frequency interval of the frequency interval information. Generating and outputting N drive signals respectively corresponding to the N subchannels by shifting by a difference from a frequency interval;
Generating and outputting N subchannel signals from the N drive signals and the N output lights, and modulating the N output lights based on the N drive signals, Generating the N subchannel signals to have the predetermined frequency interval between the subchannel signals by shifting the frequency of the N output lights; and
Combining the N subchannel signals and transmitting a multicarrier signal;
Comprising a step of generating and outputting the frequency interval information, by using a reference light source, comprising the step of obtaining a beat signal by interfering the output light of the reference light source and the monitor light, the frequency interval information Includes the beat signal, and the step of generating and outputting the drive signal calculates the difference between each frequency interval and a predetermined frequency interval based on the beat frequency of the beat signal, and outputs the reference light source The multicarrier optical transmission method, wherein the optical spectrum has sub-peaks arranged at equal frequency intervals of N or more .
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