JP6073152B2 - 光多値信号送信器、光多値信号送受信器及び光多値信号処理ic - Google Patents
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Description
(装置構成)
図8に、第1の実施例に係る光多値信号送信器の構成例を示す。図8には、図2との対応部分に同一符号を付して表している。
実施例に係る光多値信号送信部の信号処理回路190は、従来の信号処理回路100(図2)に、消光劣化補正回路150を付与した点を特徴とする。消光劣化補正回路150は、直交光電界変調器115の出力光の干渉が引き起こす非線形変換を補正する回路である。
本実施例に係る光多値信号送信器によれば、直交光電界変調器115における消光劣化を消光劣化補正回路150により補正することができる。このため、本実施例に係る光多値信号送信器では、光多値信号の信号点配置の歪みや伝送チャネルの線形性を高めることができ、受信感度や最大伝送距離などの特性劣化を防止又は改善することができる。同時に、本実施例に係る光多値信号送信器では、従来装置に比してより高精度での多値変調が可能となる。このため、多値数を増やし、情報伝送速度を向上することができる。
(装置構成)
続いて、第2の実施例に係る光多値信号送信器について説明する。第2の実施例に係る光多値信号送信器の基本的な構成は、第1の実施例(図8)と同じである。本実施例と第1の実施例との違いは、消光劣化補正回路150の構成である。図10に、本実施例で使用する消光劣化補正回路150の構成例を示す。
本実施例に係る光多値信号送信器によれば、実施例1よりも簡易な構成で補正量算出回路を実現することができる。
(装置構成)
続いて、第3の実施例に係る光多値信号送信器について説明する。第3の実施例に係る光多値信号送信器の基本的な構成は、第1の実施例(図8)と同じである。本実施例と第1の実施例との違いは、消光劣化補正回路150の構成である。図12に、本実施例で使用する消光劣化補正回路150の構成例を示す。図12には、図10との対応部分に同一符号を付して表している。
本実施例に係る光多値信号送信器によれば、実施例2とは異なり、補正量算出回路160−1及び160−2の回路構成を共通化することができる。これにより、補正量算出回路160−1及び160−2の回路構成を実施例2に比して簡易化できる。また、これら2つの補正量算出回路160−1及び160−2を実装する消光劣化補正回路150の回路構成を簡略化できる。
(装置構成)
続いて、第4の実施例に係る光多値信号送信器について説明する。第4の実施例に係る光多値信号送信器の基本的な構成は、第1の実施例(図8)と同じである。本実施例と第1の実施例との違いは、消光劣化補正回路150の構成である。なお、本実施例は、第3の実施例の変形例に相当する。このため、図14には、図12との対応部分に同一符号を付して表している。
本実施例に係る光多値信号送信器によれば、変調振幅が大きい領域についても、簡易な構成により、消光劣化補正回路150を実現することができる。
(装置構成)
続いて、第5の実施例に係る光多値信号送信器について説明する。図16に、第5の実施例に係る光多値信号送信器の構成例を示す。図16に示す光多値信号送信器の基本的な構成は、第1の実施例(図8)と同じである。従って、図16には、図8との対応部分に同一符号を付して表している。
前述したように、本実施例に係る光多値信号送信器によれば、マッハツェンダ(MZ)型光変調器124−1及び124−2の消光劣化が異なる場合や使用条件に応じて消光劣化が変化する場合にも、直交光電界変調器115の消光劣化が常に最小となるように、消光劣化補償の自動最適化を実行することができる。
(装置構成)
続いて、第6の実施例に係る光多値信号送信器について説明する。第6の実施例に係る光多値信号送信器の基本的な構成は、第5の実施例(図16)と同じである。図18に、本実施例における光多値信号送信器の構成例を示す。図18には、図16との対応部分に同一符号を付して示す。本実施例は、前述した消光劣化の補正量を外部から手動で設定したり、自動制御によって常に最適値が保たれるように制御できる機能構成を有する場合について説明する。
本実施例に係る光多値信号送信器のように、信号処理回路190を補正量設定用入力ポート188を有するIC構成とすれば、信号処理回路190の小型化を実現できる。
(装置構成)
本実施例では、デジタル遅延検波を用いた偏波ダイバーシティコヒーレント光受信器と前述した各実施例に係る光多値信号送信器を一体的に内蔵した光多値信号送受信器(トランスポンダ)について説明する。すなわち、光多値信号送信器として、前述した消光劣化補正機能を搭載した光多値信号送受信器(トランスポンダ)について説明する。なお、以下では、光多値信号送受信器を「送受信器」とも呼ぶ。
本実施例に示す構成の光多値信号送受信器(トランスポンダ)によれば、送信側のX偏波成分の送信側信号処理部195、Y偏波成分の送信側信号処理部196、受信側信号処理回路は、全てデジタル信号処理で実現される。このため、これらの処理部を一つの送受信号処理部、すなわち一個のICとして実現すれば、製造コストや処理部の小型化の面で有利となる。
(装置構成)
図20に、第8の実施例に係る光多値信号送受信器342の構成例を示す。図20には、図19との対応部分に同一符号を付して示している。本実施例と第7の実施例との違いは、消光劣化補正のための光信号の強度監視のために専用の光検出器を設けない点である。具体的には、本実施例の場合、光多値信号送受信器342の内部に含まれる偏波ダイバーシティコヒーレント光受信部330を消光劣化の補正に利用することを特徴とする。
本実施例の構成によれば、第7の実施例に比して、光多値信号送受信器に搭載する光検出器の数を削減でき、その分、回路構成を簡易化できる。
以上、様々な実施例について説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものでなく、様々な変形例を含んでいる。例えば上述した実施例は、本発明を分かりやすく説明するために、一部の実施例について詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備える必要は無い。また、ある実施例の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成を追加、削除又は置換することも可能である。
101:情報信号、
102:多値符号化回路、
103:多値シンボル列、
104:2倍補間回路、
105:補間後の多値信号列、
106:予等化回路、
107:予等化後の多値信号、
108−1、108−2:変調器非線形応答補償回路、
109−1、109−2:線形応答補償回路、
110−1、110−2:DA変換器、
111−1、111−2:アナログ変調信号、
112−1、112−2:ドライバアンプ、
113:レーザ光源、
114:入力光ファイバ、
115、115−1、115−2:直交光電界変調器(IQ光変調器)、
116:出力光ファイバ、
117:無変調レーザ光、
118:出力光電界信号、
120:光分岐回路、
120−1:光分岐回路
121:光導波路、
122:同相(I)側変調信号、
123:直交(Q)側変調信号、
124−1、124−2:マッハツェンダ(MZ)型光変調器、
125:90度移相部、
126:同相(I)光電界信号、
127:直交(Q)光電界信号、
128:光結合回路、
128−1:光結合回路、
130:無変調レーザ光、
131:入力光導波路、
132−1、132−2:光位相変調器、
133:正相位相変調光、
134:逆相位相変調光、
135:出力光導波路、
136:電圧変調信号、
137:変調電極、
138:光電界変調信号、
140:同相光電界信号126の軌跡、
140−1:消光劣化が有限である場合の同相光電界信号126の軌跡、
141:直交光電界信号127の軌跡、
150:消光劣化補正回路、
151:入力複素デジタル信号、
152:出力複素デジタル信号、
153:Q成分補正量算出回路、
154:I成分補正量算出回路、
155−1、1155−2:遅延回路、
156−1、156−2:減算回路、
157:Q成分補正係数信号、
158:I成分補正係数信号、
160−1、160−2:補正量算出回路、
161−1、161−2:乗算器、
162:I成分補正量係数、
163:Q成分補正量係数、
170:光検出器、
171:光強度信号、
172:2変数最小制御回路、
173:I成分補正量制御信号、
174:Q成分補正量制御信号、
175:Q成分光検出器、
176:I成分光検出器、
177:I成分光強度信号、
178:Q成分光強度信号、
179−1、179−2:1変数最小制御回路、
180:消光補正制御回路、
181:X偏波成分補正量制御信号、
182:Y偏波成分補正量制御信号、
183:光スイッチ切替信号、
184:光スイッチ、
185:消光モニタ用光信号経路、
186:X偏波成分の偏差信号、
187:Y偏波成分の偏差信号、
188:補正量設定用入力ポート、
190:光多値信号送信部の信号処理回路(実施例)、
191:X偏波成分光検出器、
192:Y偏波成分光検出器、
193:X偏波成分光強度信号、
194:Y偏波成分光強度信号、
195:X偏波成分の送信側信号処理部、
196:Y偏波成分の送信側信号処理部、
320:偏波多重光信号送信部、
321:フレーム生成回路、
322:X偏波の情報信号、
323:Y偏波の情報信号、
324:X偏波の光多値信号、
325:Y偏波の光多値信号、
326:偏波多重器、
327:偏波多重光多値信号、
328:偏波多重光多値信号、
330:偏波ダイバーシティコヒーレント光受信部、
331:局部発生レーザ光源、
332−1〜332−4:バランス型光検出器、
333−1〜333−4:AD変換器、
334:偏波分離・光90度ハイブリッド回路、
335:受信側信号処理回路、
336:フレーム分離回路、
337:送受信号処理部(IC)、
340:S偏波成分、
341:P偏波成分、
342:偏波多重光多値信号送受信器(トランスポンダ)
Claims (10)
- 伝送すべき情報信号を光電界変調信号に符号化し、同相成分に対応する第1の同相駆動信号と直交成分に対応する第1の直交駆動信号を生成する多値符号化回路と、
前記光電界変調信号の同相成分に対応する第2の同相駆動信号と前記光電界変調信号の直交成分に対応する第2の直交駆動信号により無変調レーザ光を変調し、その合成光を光多値信号として伝送路に出力する直交光電界変調器と、
前記直交光電界変調器における消光劣化を補正する変換特性を有し、前記第1の同相駆動信号と前記第1の直交駆動信号を前記変換特性に基づいて変換し、前記第2の同相駆動信号と前記第2の直交駆動信号を生成する消光劣化補正回路と
を有し、
前記消光劣化補正回路は、
前記第1の同相駆動信号を入力し、その信号振幅に応じた第1の補正信号を生成する第1の補正量算出回路と、
前記第1の直交駆動信号を入力し、その信号振幅に応じた第2の補正信号を生成する第2の補正量算出回路と、
前記第1の補正信号を前記第1の直交駆動信号に加算又は減算する第1の演算器と、
前記第2の補正信号を前記第1の同相駆動信号に加算又は減算する第2の演算器と
を有し、
前記第1の同相駆動信号又は前記第1の直交駆動信号の振幅をU(Uは前記直交光電界変調器の内部におけるπ変調電圧の2倍で正規化した値)とすると、前記第1及び第2の補正量算出回路から出力される前記第1及び第2の補正信号がcos(πU)にほぼ比例する
ことを特徴とする光多値信号送信器。 - 伝送すべき情報信号を光電界変調信号に符号化し、同相成分に対応する第1の同相駆動信号と直交成分に対応する第1の直交駆動信号を生成する多値符号化回路と、
前記光電界変調信号の同相成分に対応する第2の同相駆動信号と前記光電界変調信号の直交成分に対応する第2の直交駆動信号により無変調レーザ光を変調し、その合成光を光多値信号として伝送路に出力する直交光電界変調器と、
前記直交光電界変調器における消光劣化を補正する変換特性を有し、前記第1の同相駆動信号と前記第1の直交駆動信号を前記変換特性に基づいて変換し、前記第2の同相駆動信号と前記第2の直交駆動信号を生成する消光劣化補正回路と
を有し、
前記消光劣化補正回路は、
前記第1の同相駆動信号を入力し、その信号振幅に応じた第1の補正信号を生成する第1の補正量算出回路と、
前記第1の直交駆動信号を入力し、その信号振幅に応じた第2の補正信号を生成する第2の補正量算出回路と、
前記第1の補正信号を前記第1の直交駆動信号に加算又は減算する第1の演算器と、
前記第2の補正信号を前記第1の同相駆動信号に加算又は減算する第2の演算器と、
前記第2の同相駆動信号に対し、前記直交光電界変調器の電界変調特性の非線形を補正する第1の逆正弦特性補正回路と、
前記第2の直交駆動信号に対し、前記直交光電界変調器の電界変調特性の非線形を補正する第2の逆正弦特性補正回路と
を有し、
前記第1及び第2の補正量算出回路に入力される前記第1の同相駆動信号又は前記第1の直交駆動信号の振幅をV(Vは、前記直交光電界変調器の内部におけるπ変調電圧の2倍で正規化した値)とすると、前記第1及び第2の補正量算出回路から出力される前記第1及び第2の補正信号がsqrt(1-(πV)^2)にほぼ比例する
ことを特徴とする光多値信号送信器。 - 請求項1に記載の光多値信号送信器において、
前記直交光電界変調器から伝送路に出力される光多値信号の強度を検出し、強度信号として出力する光検出器と、
前記強度信号から前記直交光電界変調器の消光劣化情報を抽出し、前記消光劣化情報に基づいて前記直交光電界変調器の消光劣化が最小になるように前記消光劣化補正回路における前記変換特性を制御する制御回路と
を有することを特徴とする光多値信号送信器。 - 請求項3に記載の光多値信号送信器において、
前記光検出器は、前記光多値信号の平均光強度を検出する光強度検出器であり、
前記制御回路は、検出された平均光強度を前記消光劣化情報とし、前記平均光強度が最小になるように前記変換特性を制御する
ことを特徴とする光多値信号送信器。 - 請求項3に記載の光多値信号送信器において、
前記光検出器は、前記光多値信号の瞬時光強度又は光電界情報を高速で検出する光信号検出器であり、
前記制御回路は、前記強度信号から前記光多値信号の振幅情報又は信号点配置情報を検出し、理想振幅値又は理想信号点配置からの誤差情報を前記消光劣化情報として抽出し、前記誤差情報が最小になるように前記変換特性を制御する
ことを特徴とする光多値信号送信器。 - 請求項1に記載の光多値信号送信器において、
前記第2の同相駆動信号により駆動される第1のマッハツェンダ型光変調器から出力される第1の光信号の強度を検出し、第1の強度信号として出力する第1の光検出器と、
前記第2の直交駆動信号により駆動される第2のマッハツェンダ型光変調器から出力される第2の光信号の強度を検出し、第2の強度信号として出力する第2の光検出器と、
前記第1の強度信号から同相成分の光多値信号に関する第1の消光劣化情報を抽出し、前記第1の消光劣化情報に基づいて前記第1のマッハツェンダ型光変調器の消光劣化が最小になるように前記消光劣化補正回路における前記変換特性のうち同相成分用の変換特性を制御する第1の制御回路と、
前記第2の強度信号から直交成分の光多値信号に関する第2の消光劣化情報を抽出し、前記第2の消光劣化情報に基づいて前記第2のマッハツェンダ型光変調器の消光劣化が最小になるように前記消光劣化補正回路における前記変換特性のうち直交成分用の変換特性を制御する第2の制御回路と
を有することを特徴とする光多値信号送信器。 - 請求項6に記載の光多値信号送信器において、
前記第1及び第2の光検出器は、前記第1及び第2の光信号の平均光強度を検出する光強度検出器であり、
前記第1及び第2の制御回路は、検出された平均光強度を前記第1及び第2の消光劣化情報とし、前記平均光強度がそれぞれ最小になるように前記同相成分用の変換特性と前記直交成分用の変換特性をそれぞれ独立に制御する
ことを特徴とする光多値信号送信器。 - 第1の光多値信号を出力する請求項1に記載の光多値信号送信器と、
他の光多値信号送信器から送信された第2の光多値信号を受信する光受信器と
を有することを特徴とする光多値信号送受信器。 - 直交光電界変調器を用いて第1の光変調信号を生成する光多値信号送信器の送信側信号処理部であり、伝送すべき情報信号を光電界変調信号に符号化し、同相成分に対応する第1の同相駆動信号と直交成分に対応する第1の直交駆動信号を生成する多値符号化回路と、前記直交光電界変調器における消光劣化を補正する変換特性を有し、前記第1の同相駆動信号と前記第1の直交駆動信号を前記変換特性に基づいて変換し、前記直交光電界変調器を駆動する第2の同相駆動信号と第2の直交駆動信号を生成する消光劣化補正回路とを有する送信側信号処理部であって、
前記消光劣化補正回路は、
前記第1の同相駆動信号を入力し、その信号振幅に応じた第1の補正信号を生成する第1の補正量算出回路と、
前記第1の直交駆動信号を入力し、その信号振幅に応じた第2の補正信号を生成する第2の補正量算出回路と、
前記第1の補正信号を前記第1の直交駆動信号に加算又は減算する第1の演算器と、
前記第2の補正信号を前記第1の同相駆動信号に加算又は減算する第2の演算器と
を有し、
前記第1の同相駆動信号又は前記第1の直交駆動信号の振幅をU(Uは前記直交光電界変調器の内部におけるπ変調電圧の2倍で正規化した値)とすると、前記第1及び第2の補正量算出回路から出力される前記第1及び第2の補正信号がcos(πU)にほぼ比例する送信側信号処理部と、
他の光多値信号送信器から送信された第2の光変調信号を受信する光多値信号受信器の信号処理部と、
前記消光劣化補正回路における前記変換特性を制御する制御信号の第1の入力ポートと
を有することを特徴とする光多値信号処理IC。 - 請求項9に記載の光多値信号処理ICにおいて、
前記直交光電界変調器又はその内部に設けられた個々のマッハツェンダ型光変調器から出力される光信号の平均出力強度の検出信号であり、前記消光劣化補正回路における前記変換特性を制御に使用される検出信号が入力される少なくとも1つの第2の入力ポート
を更に有することを特徴とする光多値信号処理IC。
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