JP6073672B2 - Light modulator - Google Patents
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Description
本発明は、光通信システムで使用する光変調装置に関する。 The present invention relates to an optical modulation device used in an optical communication system.
光通信システムに関し、種々の変調方式に対応する光変調装置について提案がなされている。例えば、非特許文献１及び非特許文献２は、１６ＱＡＭまでの変調方式に対応する光変調装置を開示している。さらに、非特許文献３は、デジタル・アナログ変換器と、ＩＱ光変調器（直交光変調器）により６４ＱＡＭまでの変調方式に対応する光変調装置を開示している。 With respect to an optical communication system, proposals have been made for optical modulation apparatuses that support various modulation schemes. For example, Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 disclose an optical modulation device corresponding to a modulation scheme up to 16QAM. Further, Non-Patent Document 3 discloses an optical modulation device that supports a modulation system up to 64QAM using a digital / analog converter and an IQ optical modulator (orthogonal optical modulator).
非特許文献１及び非特許文献２の記載の構成では、１６ＱＡＭより多値の変調方式には対応できない。非特許文献３に記載の構成は、１６ＱＡＭより多値の変調方式に対応するが、非特許文献３に記載の方式は、高速なデジタル・アナログ変換器と線形性の高い増幅器を必要とし、構成が複雑でコスト高となる。 The configurations described in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 cannot support multi-level modulation schemes than 16QAM. The configuration described in Non-Patent Document 3 corresponds to a multi-level modulation method than 16QAM, but the method described in Non-Patent Document 3 requires a high-speed digital-analog converter and a highly linear amplifier. Is complicated and expensive.
本発明は、１６ＱＡＭより多値の変調方式を含む、複数の変調方式に対応する簡易な光変調装置を提供するものである。 The present invention provides a simple optical modulation device that supports a plurality of modulation schemes, including a modulation scheme having a multi-value higher than 16QAM.
本発明の一側面によると、光変調装置は、複数の端子を有し、各端子には使用する変調方式に応じて２値の信号又は固定的な値の信号が入力されるデュアル・ドライブ直交光変調器と、前記デュアル・ドライブ直交光変調器の出力信号を入力とし、ＢＰＳＫ又はＱＰＳＫ変調を行う直交光変調器と、を備えており、前記デュアル・ドライブ直交光変調器は、変調方式として６４ＱＡＭを使用する場合、複素平面上の１６個の信号位置のうちの、前記各端子に入力される信号の値に応じた１つの信号位置の振幅及び位相を有する光信号を生成することを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, an optical modulation device has a plurality of terminals, and each terminal receives a binary signal or a fixed value signal depending on the modulation method used. An optical modulator, and an orthogonal optical modulator that receives the output signal of the dual drive quadrature optical modulator and performs BPSK or QPSK modulation, and the dual drive quadrature optical modulator has a modulation scheme When 64QAM is used, an optical signal having the amplitude and phase of one signal position corresponding to the value of the signal input to each of the 16 signal positions on the complex plane is generated. And
１６ＱＡＭより多値の変調方式を含む、複数の変調方式に簡易な構成で対応することができる。 It is possible to cope with a plurality of modulation schemes including a modulation scheme having a multi-value from 16QAM with a simple configuration.
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiments are omitted from the drawings.
図１は本発明による光変調装置の概略的な構成図である。本実施形態による光変調装置は、デュアル・ドライブ（ＤＤ）ＩＱ光変調器（デュアル・ドライブ直交光変調）１００の出力をＩＱ光変調器（直交光変調器）２００に接続することで構成される。なお、ＤＤ−ＩＱ光変調器１００は、２つのデュアル・ドライブ（ＤＤ）光変調器１及び２、より具体的には、デュアル・ドライブ・マッハツェンダ光変調器（ＤＤ−ＭＺＭ）１及び２と、光位相シフト器３と、光分岐部４と、光合波部５とを含んでいる。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light modulation device according to the present invention. The optical modulation device according to the present embodiment is configured by connecting the output of a dual drive (DD) IQ optical modulator (dual drive quadrature optical modulation) 100 to an IQ optical modulator (orthogonal optical modulator) 200. . The DD-IQ optical modulator 100 includes two dual drive (DD) optical modulators 1 and 2, more specifically, dual drive Mach-Zehnder optical modulators (DD-MZM) 1 and 2, An optical phase shifter 3, an optical branching unit 4, and an optical multiplexing unit 5 are included.
図１に示す様に、連続光は光分岐部４で２分岐されて、それぞれ、ＤＤ光変調器１と、ＤＤ光変調器２に入力される。ＤＤ光変調器１において、連続光はさらに２分岐され、端子１１及び１２により各経路の光信号の位相が調整され、その後、２つの経路の光信号は合波されて出力される。以後、ＤＤ光変調器１内における分岐後の２つの経路のうち、端子１１に対応する経路を第１経路と呼び、端子１２に対応する経路を第２経路と呼ぶ。同様に、ＤＤ光変調器２において、連続光はさらに２分岐され、端子１３及び１４により各経路の光信号の位相が調整され、その後、２つの経路の光信号は合波されて出力される。以後、ＤＤ光変調器２内における分岐後の２つの経路のうち、端子１３に対応する経路を第３経路と呼び、端子１４に対応する経路を第４経路と呼ぶ。本実施形態において、端子１１〜１４は、使用する変調方式により使用・未使用が決まり、使用する場合には送信すべきデータの値に応じて駆動される。 As shown in FIG. 1, continuous light is branched into two by an optical branching unit 4 and input to a DD optical modulator 1 and a DD optical modulator 2, respectively. In the DD optical modulator 1, the continuous light is further split into two, the phases of the optical signals of the respective paths are adjusted by the terminals 11 and 12, and then the optical signals of the two paths are combined and output. Hereinafter, of the two paths after branching in the DD optical modulator 1, the path corresponding to the terminal 11 is referred to as a first path, and the path corresponding to the terminal 12 is referred to as a second path. Similarly, in the DD optical modulator 2, the continuous light is further branched into two, the phases of the optical signals of the respective paths are adjusted by the terminals 13 and 14, and then the optical signals of the two paths are combined and output. . Hereinafter, of the two paths after branching in the DD optical modulator 2, the path corresponding to the terminal 13 is referred to as a third path, and the path corresponding to the terminal 14 is referred to as a fourth path. In the present embodiment, the terminals 11 to 14 are used / unused depending on the modulation method to be used, and when used, are driven according to the value of data to be transmitted.
ＤＤ光変調器２の出力は、光位相シフト器３で、位相のシフトが行われ、ＤＤ光変調器１の出力と、光位相シフト器３の出力は、光合波部５で合波される。なお、本実施形態において、光位相シフト器３は、通過する信号に位相変化を与えない状態、又は、πだけ位相を変化させる状態の２つの状態に設定される。光合波部５で合波された信号はＩＱ光変調器６に入力されＢＰＳＫ又はＱＰＳＫ変調が行われる。なお、ＩＱ光変調器６の端子１５及び１６は、使用する変調方式により使用・未使用が決まり、使用する場合には送信すべきデータの値に応じて駆動される。 The output of the DD optical modulator 2 is phase-shifted by the optical phase shifter 3, and the output of the DD optical modulator 1 and the output of the optical phase shifter 3 are multiplexed by the optical multiplexing unit 5. . In the present embodiment, the optical phase shifter 3 is set in two states: a state in which a phase change is not applied to a signal passing therethrough, or a state in which the phase is changed by π. The signal combined by the optical multiplexer 5 is input to the IQ optical modulator 6 and subjected to BPSK or QPSK modulation. It should be noted that the terminals 15 and 16 of the IQ optical modulator 6 are used or not used depending on the modulation method used, and are driven according to the value of data to be transmitted.
例えば、６４ＱＡＭを使用する場合、１つのシンボルは６ビットに対応するため端子１１〜１６の総てにデータを入力することになる。これに対して、例えば、１６ＱＡＭを使用する場合、１つのシンボルは４ビットに対応するため端子１１〜１６の内の４つの端子にデータを入力し、残りの２つの端子には固定的な値（電圧）を入力することになる。 For example, when 64QAM is used, since one symbol corresponds to 6 bits, data is input to all of the terminals 11 to 16. On the other hand, for example, when 16QAM is used, since one symbol corresponds to 4 bits, data is input to four terminals among the terminals 11 to 16, and fixed values are input to the remaining two terminals. (Voltage) will be input.
以下、本実施形態の光変調装置の動作について説明する。なお、以下の説明において、ＤＤ光変調器１及び２の伝達関数は、良く知られている様に、以下の通りであるものとする。 Hereinafter, the operation of the light modulation device of this embodiment will be described. In the following description, it is assumed that the transfer functions of the DD optical modulators 1 and 2 are as follows, as is well known.
以下では、各変調方式に対する設定について説明する。まず、ＢＰＳＫやＱＰＳＫに変調する場合には、単に、ＤＤ光変調器１及び２の各端子への入力電圧Ａ１及びＡ２を０にし、さらに、ＤＤ光変調器の第２経路及び第４経路を通過する光信号に与える定常的な位相シフト、つまり端子１２や１４に与えるＤＣバイアスｖａを０にすることで、入力された光信号をそのままＩＱ光変調器６へと出力し、ＩＱ光変調器６にて公知の方法でＢＰＳＫ又はＱＰＳＫ変調を行えば良い。 Below, the setting with respect to each modulation system is demonstrated. First, when modulating to BPSK or QPSK, the input voltages A1 and A2 to the respective terminals of the DD optical modulators 1 and 2 are simply set to 0, and further, the second path and the fourth path of the DD optical modulator are set. constant phase shift to be applied to an optical signal passing through, that is by the DC bias v a given to terminals 12 and 14 to 0, and outputs the input optical signal as it is to the IQ modulator 6, IQ light modulation The BPSK or QPSK modulation may be performed in the device 6 by a known method.
続いて、８ＱＡＭの変調を行うための設定について説明する。図２は、８ＱＡＭの変調を行う場合の設定を示す図である。なお、図の簡略化のため図２においてはＩＱ光変調器６を省略している。また、図２においては、ＤＤ光変調器１及び２の第２経路及び第４経路を通過する光信号に与える定常的な位相シフト量（電圧ｖａで制御する位相シフト量）と、光位相シフト器３での位相シフト量を図中に示している。具体的には、ＤＤ光変調器１の第２経路ではπの、ＤＤ光変調器２の第４経路では０．４πの位相シフトを与える様に、端子１２及び１４のＤＣバイアスを設定する。また、光位相シフト器３は、位相シフトを与えない状態に設定する。 Next, settings for performing 8QAM modulation will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a setting when 8QAM modulation is performed. For simplification of the drawing, the IQ optical modulator 6 is omitted in FIG. Further, in FIG. 2, the constant phase shift amount to be given to an optical signal passing through the second path and the fourth path of the DD optical modulator 1 and 2 (phase shift amount controlled by the voltage v a), the light phase The amount of phase shift in the shifter 3 is shown in the figure. Specifically, the DC bias of the terminals 12 and 14 is set so as to give a phase shift of π in the second path of the DD optical modulator 1 and 0.4π in the fourth path of the DD optical modulator 2. The optical phase shifter 3 is set to a state where no phase shift is given.
図１０は、各経路において、データに応じて与える位相を示している。ここでは、入力される連続光の位相を基準位相としている。８ＱＡＭの場合、ＤＤ光変調器の第１経路に対応する端子１３のみをデータの入力に使用し、図１０に示す様にデータに応じて＋０．２５πと−０．２５πの位相変化を与える。一方、ＤＤ光変調器１の第１経路及び第２経路と、ＤＤ光変調器２の第４経路には、データによる位相変化を与えず、端子１１、１２、１４の電圧Ａ１又はＡ２は０固定とする。なお、図１０に示す位相の変化量は、データによる位相変化であり、図２に示す固定的な位相変化は、図１０の表に示す値とは別に常に通過する信号に与えられている。つまり、第２経路及び第４経路に与えられる位相変化は、図２に記載の位相変化と、図１０に記載の位相変化の和である。なお、位相変化については、反時計回り方向の変化を正としている。 FIG. 10 shows the phase given according to the data in each path. Here, the phase of the continuous light that is input is used as the reference phase. In the case of 8QAM, only the terminal 13 corresponding to the first path of the DD optical modulator is used for data input, and a phase change of + 0.25π and −0.25π is given according to the data as shown in FIG. On the other hand, the first path and the second path of the DD optical modulator 1 and the fourth path of the DD optical modulator 2 do not give a phase change due to data, and the voltage A 1 or A 2 of the terminals 11, 12, 14. Is fixed at 0. The phase change amount shown in FIG. 10 is a phase change caused by data, and the fixed phase change shown in FIG. 2 is given to a signal that always passes separately from the values shown in the table of FIG. That is, the phase change given to the second path and the fourth path is the sum of the phase change shown in FIG. 2 and the phase change shown in FIG. As for the phase change, the change in the counterclockwise direction is positive.
図２の符号５０〜５７の８つのポイントにおけるＩＱ平面における信号位置を図３の（Ａ）〜（Ｈ）にそれぞれ示す。なお、図３（Ａ）〜（Ｈ）は、光変調装置の動作の理解を容易にすることを目的とし、その信号点の位置関係はそれ程正確なものではない。特に、図３（Ｈ）の信号点の配置は、図３（Ａ）〜（Ｇ）までとは、そのスケールを大きく変えている。また、図３において、信号点が１つのみ表示されているものは、固定的な信号を意味し、２つ以上の信号点が表示されているものはデータに応じた信号点を示している。 Signal positions on the IQ plane at the eight points 50 to 57 in FIG. 2 are shown in FIGS. 3A to 3H are for the purpose of facilitating understanding of the operation of the light modulation device, and the positional relationship between the signal points is not so accurate. In particular, the arrangement of signal points in FIG. 3 (H) is greatly different from that in FIGS. 3 (A) to 3 (G). Further, in FIG. 3, one signal point displayed indicates a fixed signal, and two or more signal points displayed indicate signal points corresponding to data. .
図３（Ｈ）に示す様に、ＤＤ−ＩＱ光変調器１００の出力では、ＩＱ平面上で異なる点となる２つの信号が生成され、後段のＩＱ光変調器６で、これら２つの信号を、０、０．５π、π、０．７５πだけ回転させることで、８つの信号点のいずれかとなる信号が生成される。 As shown in FIG. 3 (H), at the output of the DD-IQ optical modulator 100, two signals which are different points on the IQ plane are generated, and these two signals are converted by the IQ optical modulator 6 at the subsequent stage. , 0, 0.5π, π, and 0.75π, a signal that is one of eight signal points is generated.
図２、図３及び図１０から、８ＱＡＭの場合、ＤＤ光変調器１は、第１経路から出力される光信号と第２経路から出力される光信号の位相差がπとなる様に、第１経路及び第２経路の光信号の位相を制御する。また、ＤＤ光変調器２は、データの値が１のときと、０のときでその光信号の位相差が０．５πとなる様に第３経路の光信号の位相を制御する。例えば、図３（Ｄ）では、基準位相に対して＋０．２５πと−０．２５πの位相の光信号を出力している。そして、ＤＤ光変調器２は、第４経路から出力される光信号の位相が、第３経路から出力される光信号の２つの位相に対して０．１５π及び０.６５πの位相差となる様に第４経路の光信号の位相を制御する。例えば、図３（Ｅ）では、基準位相に対して０．４πの位相差の光信号を出力しており、これは、第３経路からの光信号の位相である＋０．２５π及び−０．２５πに対して０．１５π及び０.６５πの位相差である。 From FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 10, in the case of 8QAM, the DD optical modulator 1 is such that the phase difference between the optical signal output from the first path and the optical signal output from the second path is π. The phase of the optical signal of the first path and the second path is controlled. The DD optical modulator 2 controls the phase of the optical signal in the third path so that the phase difference of the optical signal is 0.5π between the data value of 1 and 0. For example, in FIG. 3D, optical signals having phases of + 0.25π and −0.25π with respect to the reference phase are output. In the DD optical modulator 2, the phase of the optical signal output from the fourth path is 0.15π and 0.65π in phase difference with respect to the two phases of the optical signal output from the third path. Similarly, the phase of the optical signal in the fourth path is controlled. For example, in FIG. 3E, an optical signal having a phase difference of 0.4π with respect to the reference phase is output, which is the phase of the optical signal from the third path + 0.25π and −0. The phase difference is 0.15π and 0.65π with respect to 25π.
以下、順に、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭのための設定について説明する。なお、それぞれの変調方式の説明においては、図２及び図３と同様の図を使用するが、その表記方法や留意事項は図２及び図３と同様である。 Hereinafter, settings for 16QAM, 32QAM, and 64QAM will be described in order. In the description of each modulation method, the same diagram as that in FIGS. 2 and 3 is used, but the notation method and the points to be noted are the same as those in FIGS.
図４は、１６ＱＡＭの場合の設定を示す図である。図４に示す様に、１６ＱＡＭの場合、ＤＤ光変調器１及び２の第２経路及び第４経路には、それぞれ、０．５πの位相シフトを与える様に、端子１２及び１４のＤＣバイアスを設定する。また、光位相シフト器３は、位相シフトを与えない状態に設定する。 FIG. 4 is a diagram showing settings in the case of 16QAM. As shown in FIG. 4, in the case of 16QAM, the DC bias of the terminals 12 and 14 is applied to the second path and the fourth path of the DD optical modulators 1 and 2 so as to give a phase shift of 0.5π, respectively. Set. The optical phase shifter 3 is set to a state where no phase shift is given.
図１０に示す様に、１６ＱＡＭの場合、ＤＤ光変調器２の第３経路及び第４経路をデータの入力に使用し、第３経路及び第４経路共にデータに応じて＋０．２８πと−０．２８πの位相変化を与える。一方、ＤＤ光変調器１の第１経路及び第２経路は、データの入力には使用せず、よって、その位相変化は０固定とする。図４の符号５０〜５７の８つのポイントにおけるＩＱ平面での信号位置を図５の（Ａ）〜（Ｈ）にそれぞれ示す。なお、例えば、図５（Ｆ）で４つの信号点が示されているのは、端子１３及び端子１４に入力されるデータ値の組み合わせにより４つの状態が存在することに対応する。なお、図１０に示す様に、ＤＤ光変調器２の第３経路及び第４経路に、データに応じて与える位相変化量は同じであるが、第４経路には０．５πの位相変化を定常的に与えるので、図５（Ｄ）及び（Ｅ）に示す様に、両経路の信号位置は０．５πだけ異なる。つまり、第３経路からは基準位相に対して＋０．２８π又は−０．２８πの位相の信号が出力されるが、第４経路からは基準位相に対して＋０．７８π又は＋０．２２πの位相の信号が出力されることになる。 As shown in FIG. 10, in the case of 16QAM, the third path and the fourth path of the DD optical modulator 2 are used for inputting data, and both the third path and the fourth path are + 0.28π and −0 according to the data. Give a phase change of 28π. On the other hand, the first path and the second path of the DD optical modulator 1 are not used for data input, and therefore the phase change is fixed to zero. Signal positions on the IQ plane at the eight points 50 to 57 in FIG. 4 are shown in FIGS. For example, the fact that four signal points are shown in FIG. 5F corresponds to the fact that there are four states depending on the combination of data values input to the terminal 13 and the terminal 14. As shown in FIG. 10, the phase change amount given to the third path and the fourth path of the DD optical modulator 2 in accordance with the data is the same, but the phase change of 0.5π is applied to the fourth path. Since it is given constantly, as shown in FIGS. 5D and 5E, the signal positions of both paths differ by 0.5π. That is, the third path outputs a signal having a phase of + 0.28π or −0.28π with respect to the reference phase, but the fourth path has a phase of + 0.78π or + 0.22π with respect to the reference phase. A signal will be output.
図５（Ｈ）に示す様に、ＤＤ−ＩＱ光変調器１００の出力では、ＩＱ平面上で異なる点となる４つの信号が生成され、後段のＩＱ光変調器６でＱＰＳＫ変調されることで１６個の信号点のいずれかとなる信号が生成される。 As shown in FIG. 5H, at the output of the DD-IQ optical modulator 100, four signals that are different points on the IQ plane are generated and QPSK modulated by the IQ optical modulator 6 at the subsequent stage. A signal that is one of 16 signal points is generated.
図４、図５及び図１０から、１６ＱＡＭの場合、ＤＤ光変調器２は、第３経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．５６πの位相差となる様に第３経路の光信号の位相を制御する。例えば、図５（Ｄ）では、基準位相に対して＋０．２８π又は−０．２８πと、その差が０．５６πである。また、ＤＤ光変調器２は、第４の経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．５６πの位相差となる様に第４経路の光信号の位相を制御する。例えば、図５（Ｅ）では、基準位相に対して＋０．７８π又は＋０．２２πと、その差が０．５６πである。さらに、ＤＤ光変調器２は、第３経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相と第４経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相との位相差が０．５πとなる様に第３経路及び第４経路の光信号の位相を制御する。例えば、図５（Ｄ）及び（Ｅ）に示す様に、第３経路から出力される光信号の２つの位相＋０．２８π又は−０．２８πの中心位相は０であり、第４経路から出力される光信号の２つの位相＋０．７８π又は＋０．２２πの中心位相は０．５πであり、その差は０．５πである。さらに、ＤＤ光変調器１は、第３経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相に対して０．２５πの位相差の光信号を出力する様に第１経路及び第２経路の光信号の位相を制御する。例えば、図５（Ｃ）の光信号の位相は０．２５πであり、第３経路から出力される光信号の２つの位相＋０．２８π又は−０．２８πの中心位相０との位相差は０．２５πである。 4, 5, and 10, in the case of 16QAM, the DD optical modulator 2 is configured so that the phase of the optical signal output from the third path becomes a phase difference of 0.56π according to the data value. Controls the phase of the three-path optical signal. For example, in FIG. 5D, + 0.28π or −0.28π with respect to the reference phase, and the difference is 0.56π. The DD optical modulator 2 controls the phase of the optical signal on the fourth path so that the phase of the optical signal output from the fourth path has a phase difference of 0.56π according to the data value. For example, in FIG. 5E, + 0.78π or + 0.22π with respect to the reference phase, and the difference is 0.56π. Further, the DD optical modulator 2 has a phase difference of 0.5π between the central phase of the two phases of the optical signal output from the third path and the central phase of the two phases of the optical signal output from the fourth path. The phase of the optical signal in the third path and the fourth path is controlled so that For example, as shown in FIGS. 5D and 5E, the center phase of the two phases + 0.28π or −0.28π of the optical signal output from the third path is 0, and output from the fourth path The center phase of the two phases + 0.78π or + 0.22π of the optical signal to be generated is 0.5π, and the difference is 0.5π. Further, the DD optical modulator 1 outputs the optical signal having the phase difference of 0.25π with respect to the center phase of the two phases of the optical signal output from the third path. Controls the phase of the optical signal. For example, the phase of the optical signal in FIG. 5C is 0.25π, and the phase difference between the two phases + 0.28π or −0.28π of the optical signal output from the third path is 0. .25π.
続いて、３２ＱＡＭのための設定について説明する。図６は、３２ＱＡＭの場合の設定を示す図である。図６に示す様に、３２ＱＡＭを使用する場合、ＤＤ光変調器１及び２の第２の経路及び第４経路には、それぞれ、０．５πの位相シフトを与える様に、端子１２及び１４のＤＣバイアスを設定する。また、光位相シフト器３は、πだけ位相シフトを与える状態に設定する。 Next, settings for 32QAM will be described. FIG. 6 is a diagram showing settings in the case of 32QAM. As shown in FIG. 6, when 32QAM is used, the second path and the fourth path of the DD optical modulators 1 and 2 are respectively connected to the terminals 12 and 14 so as to give a phase shift of 0.5π. Set the DC bias. Further, the optical phase shifter 3 is set to a state that gives a phase shift by π.
図１０に示す様に、３２ＱＡＭの場合、ＤＤ光変調器１の第１経路及び第２経路では、データに応じて＋０．０９５πと−０．０９５πの位相変化を与える。一方、ＤＤ光変調器２の第３経路及び第４経路では、データに応じて＋０．２πと−０．２πの位相変化を与える。図６の符号５０〜５７の８つのポイントにおけるＩＱ平面での信号位置を図７の（Ａ）〜（Ｈ）にそれぞれ示す。 As shown in FIG. 10, in the case of 32QAM, the phase change of + 0.095π and −0.095π is given to the first path and the second path of the DD optical modulator 1 according to the data. On the other hand, the third path and the fourth path of the DD optical modulator 2 give + 0.2π and −0.2π phase changes according to the data. Signal positions on the IQ plane at the eight points 50 to 57 in FIG. 6 are shown in FIGS. 7A to 7H, respectively.
図７（Ｈ）に示す様に、ＤＤ−ＩＱ光変調器１００の出力では、ＩＱ平面上で異なる点となる１６個の信号が生成され、後段のＩＱ光変調器６でＢＰＳＫ変調されることで３２個の信号点のいずれかとなる信号が生成される。 As shown in FIG. 7H, 16 signals that are different points on the IQ plane are generated at the output of the DD-IQ optical modulator 100 and BPSK modulated by the IQ optical modulator 6 at the subsequent stage. A signal to be one of 32 signal points is generated.
図６、図７及び図１０から、３２ＱＡＭの場合、ＤＤ光変調器１は、第１経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．１９πの位相差となる様に第１経路の光信号の位相を制御する。例えば、図７（Ａ）では、基準位相に対して＋０．０９５π、−０．０９５πと、その差が０．１９πである。また、ＤＤ光変調器１は、第２経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．１９πの位相差となる様に第２経路の光信号の位相を制御する。例えば、図７（Ｂ）では、基準位相に対して＋０．５９５π、＋０．４０５πと、その差が０．１９πである。さらに、ＤＤ光変調器１は、第１経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相と第２経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相との位相差が０．５πとなる様に第１経路及び第２経路の光信号の位相を制御する。例えば、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す様に、第１経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相は０であり、第２経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相は０．５πであり、その差は０．５πである。また、ＤＤ光変調器２は、第３経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．４πの位相差となる様に第３経路の光信号の位相を制御する。例えば、図７（Ｄ）では、基準位相に対して＋０．２π、−０．２πと、その差が０．４πである。また、ＤＤ光変調器２は、第４経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．４πの位相差となる様に第４経路の光信号の位相を制御する。例えば、図７（Ｅ）では、基準位相に対して＋０．７π、＋０．３πと、その差が０．４πである。さらに、ＤＤ光変調器２は、第３経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相と第４経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相との位相差が０．５πとなる様に第３経路及び第４経路の光信号の位相を制御する。例えば、図７（Ｄ）及び（Ｅ）では、第３経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相は０であり、第４経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相は０．５πであり、その差は０．５πである。 6, 7, and 10, in the case of 32QAM, the DD optical modulator 1 changes the phase of the optical signal output from the first path so that the phase difference is 0.19π according to the data value. The phase of the optical signal of one path is controlled. For example, in FIG. 7A, + 0.095π and −0.095π with respect to the reference phase, and the difference is 0.19π. The DD optical modulator 1 controls the phase of the optical signal on the second path so that the phase of the optical signal output from the second path has a phase difference of 0.19π according to the data value. For example, in FIG. 7B, + 0.595π and + 0.405π with respect to the reference phase, and the difference is 0.19π. Further, the DD optical modulator 1 has a phase difference of 0.5π between the center phase of the two phases of the optical signal output from the first path and the center phase of the two phases of the optical signal output from the second path. The phase of the optical signal in the first path and the second path is controlled so that For example, as shown in FIGS. 7A and 7B, the center phase of the two phases of the optical signal output from the first path is 0, and the two phases of the optical signal output from the second path The center phase of is 0.5π, and the difference is 0.5π. The DD optical modulator 2 controls the phase of the optical signal on the third path so that the phase of the optical signal output from the third path has a phase difference of 0.4π according to the data value. For example, in FIG. 7D, + 0.2π and −0.2π with respect to the reference phase, and the difference is 0.4π. The DD optical modulator 2 controls the phase of the optical signal on the fourth path so that the phase of the optical signal output from the fourth path has a phase difference of 0.4π according to the data value. For example, in FIG. 7E, + 0.7π and + 0.3π with respect to the reference phase, and the difference is 0.4π. Further, the DD optical modulator 2 has a phase difference of 0.5π between the central phase of the two phases of the optical signal output from the third path and the central phase of the two phases of the optical signal output from the fourth path. The phase of the optical signal in the third path and the fourth path is controlled so that For example, in FIGS. 7D and 7E, the central phase of the two phases of the optical signal output from the third path is 0, and the central phase of the two phases of the optical signal output from the fourth path Is 0.5π, and the difference is 0.5π.
続いて、６４ＱＡＭのための設定について説明する。図８は、６４ＱＡＭ変調の場合の設定を示す図である。図８に示す様に、６４ＱＡＭを使用する場合、ＤＤ光変調器１及び２の第２の経路及び第４経路には、それぞれ、０．５πの位相シフトを与える様に、端子１２及び１４のＤＣバイアスを設定する。また、光位相シフト器３は、位相シフトを与えない状態に設定する。 Next, settings for 64QAM will be described. FIG. 8 is a diagram showing settings in the case of 64QAM modulation. As shown in FIG. 8, when 64QAM is used, the second path and the fourth path of the DD optical modulators 1 and 2 are respectively connected to the terminals 12 and 14 so as to give a phase shift of 0.5π. Set the DC bias. The optical phase shifter 3 is set to a state where no phase shift is given.
図１０に示す様に、６４ＱＡＭの場合、ＤＤ光変調器１の第１経路及び第２経路では、データに応じて＋０．１２５πと−０．１２５πの位相変化を与える。一方、ＤＤ光変調器２の第３経路及び第４経路では、データに応じて＋０．２８πと−０．２８πの位相変化を与える。図８の符号５０〜５７の８つのポイントにおけるＩＱ平面での信号位置を図９の（Ａ）〜（Ｈ）にそれぞれ示す。 As shown in FIG. 10, in the case of 64QAM, the first path and the second path of the DD optical modulator 1 give + 0.125π and −0.125π phase changes according to the data. On the other hand, the third path and the fourth path of the DD optical modulator 2 give + 0.28π and −0.28π phase changes according to the data. Signal positions on the IQ plane at the eight points 50 to 57 in FIG. 8 are shown in FIGS.
図９（Ｈ）に示す様に、ＤＤ−ＩＱ光変調器１００の出力では、ＩＱ平面上で異なる点となる１６個の信号が生成され、後段のＩＱ光変調器６でＱＰＳＫ変調されることで６４個の信号点のいずれかとなる信号が生成される。 As shown in FIG. 9 (H), 16 signals that are different points on the IQ plane are generated at the output of the DD-IQ optical modulator 100 and QPSK modulated by the IQ optical modulator 6 at the subsequent stage. In this way, a signal that is one of 64 signal points is generated.
図８、図９及び図１０から、６４ＱＡＭの場合、ＤＤ光変調器１は、第１経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．２５πの位相差となる様に第１経路の光信号の位相を制御する。例えば、図９（Ａ）では、基準位相に対して＋０．１２５π、−０．１２５πと、その差が０．２５πである。また、ＤＤ光変調器１は、第２経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．２５πの位相差となる様に第２経路の光信号の位相を制御する。例えば、図９（Ｂ）では、基準位相に対して＋０．６２５π、＋０．３７５πと、その差が０．２５πである。さらに、ＤＤ光変調器１は、第１経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相と第２経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相との位相差が０．５πとなる様に第１経路及び第２経路の光信号の位相を制御する。例えば、９（Ａ）及び（Ｂ）に示す様に、第１経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相は０であり、第２経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相は０．５πであり、その差は０．５πである。また、ＤＤ光変調器２は、第３経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．５６πの位相差となる様に第３経路の光信号の位相を制御する。例えば、図９（Ｄ）では、基準位相に対して＋０．２８π、−０．２８πと、その差が０．５６πである。また、ＤＤ光変調器２は、第４経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．５６πの位相差となる様に第４経路の光信号の位相を制御する。例えば、図９（Ｅ）では、基準位相に対して＋０．７８π、＋０．２２πと、その差が０．５６πである。さらに、ＤＤ光変調器２は、第３経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相と第４経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相との位相差が０．５πとなる様に第３経路及び第４経路の光信号の位相を制御する。例えば、図９（Ｄ）及び（Ｅ）に示す様に、第３経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相は０であり、第４経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相は０．５πであり、その差は０．５πである。 8, 9, and 10, in the case of 64QAM, the DD optical modulator 1 changes the phase of the optical signal output from the first path so that the phase difference is 0.25π according to the data value. The phase of the optical signal of one path is controlled. For example, in FIG. 9A, + 0.125π and −0.125π with respect to the reference phase, and the difference between them is 0.25π. The DD optical modulator 1 controls the phase of the optical signal on the second path so that the phase of the optical signal output from the second path has a phase difference of 0.25π according to the data value. For example, in FIG. 9B, + 0.625π and + 0.375π with respect to the reference phase, and the difference between them is 0.25π. Further, the DD optical modulator 1 has a phase difference of 0.5π between the center phase of the two phases of the optical signal output from the first path and the center phase of the two phases of the optical signal output from the second path. The phase of the optical signal in the first path and the second path is controlled so that For example, as shown in 9 (A) and (B), the center phase of the two phases of the optical signal output from the first path is 0, and the two phases of the optical signal output from the second path are The central phase is 0.5π and the difference is 0.5π. The DD optical modulator 2 controls the phase of the optical signal on the third path so that the phase of the optical signal output from the third path has a phase difference of 0.56π according to the data value. For example, in FIG. 9D, + 0.28π and −0.28π with respect to the reference phase, and the difference is 0.56π. The DD optical modulator 2 controls the phase of the optical signal on the fourth path so that the phase of the optical signal output from the fourth path has a phase difference of 0.56π according to the data value. For example, in FIG. 9E, + 0.78π and + 0.22π with respect to the reference phase, and the difference is 0.56π. Further, the DD optical modulator 2 has a phase difference of 0.5π between the central phase of the two phases of the optical signal output from the third path and the central phase of the two phases of the optical signal output from the fourth path. The phase of the optical signal in the third path and the fourth path is controlled so that For example, as shown in FIGS. 9D and 9E, the center phase of the two phases of the optical signal output from the third path is 0, and the two phases of the optical signal output from the fourth path The center phase of is 0.5π, and the difference is 0.5π.
なお、３２ＱＡＭを使用しないのであれば、光位相シフト器３を設けない構成とすることがでる。 If 32QAM is not used, the optical phase shifter 3 can be omitted.
以上、本実施形態の光変調装置により６４ＱＡＭまでの種々の変調方式を使用することができる。したがって、例えば、光伝送路の品質に応じて変調方式を切り替えるといった柔軟な運用が同じ光変調装置で行うことができる。 As described above, various modulation schemes up to 64QAM can be used by the light modulation device of this embodiment. Therefore, for example, a flexible operation such as switching the modulation method according to the quality of the optical transmission path can be performed by the same optical modulation device.
Claims (8)
前記デュアル・ドライブ直交光変調器の出力信号を入力とし、ＢＰＳＫ又はＱＰＳＫ変調を行う直交光変調器と、
を備えており、
前記デュアル・ドライブ直交光変調器は、変調方式として６４ＱＡＭを使用する場合、複素平面上の１６個の信号位置のうちの、前記各端子に入力される信号の値に応じた１つの信号位置の振幅及び位相を有する光信号を生成することを特徴とする光変調装置。 A dual drive quadrature optical modulator having a plurality of terminals, each terminal receiving a binary signal or a fixed value signal according to the modulation method used ;
An orthogonal optical modulator that receives the output signal of the dual drive quadrature optical modulator as input and performs BPSK or QPSK modulation;
With
When 64QAM is used as the modulation method , the dual drive quadrature optical modulator has one signal position corresponding to the value of the signal input to each of the 16 signal positions on the complex plane. An optical modulation device that generates an optical signal having an amplitude and a phase .
前記光変調装置に入力された光信号を２分岐する分岐部と、
前記分岐部が出力する一方の信号を入力とし、入力された光信号を第１経路と第２経路に分岐し、前記第１経路と前記第２経路の光信号の位相を制御した後、合波して出力する第１のデュアル・ドライブ光変調器と、
前記分岐部が出力する他方の信号を入力とし、入力された光信号を第３経路と第４経路に分岐し、前記第３経路と前記第４経路の光信号の位相を制御した後、合波して出力する第２のデュアル・ドライブ光変調器と、
前記第１のデュアル・ドライブ光変調器の出力と、前記第２のデュアル・ドライブ光変調器の出力とを合波して出力する合波部と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置。 The dual drive quadrature optical modulator is:
A branching unit that splits the optical signal input to the optical modulator into two;
One of the signals output from the branching unit is input, the input optical signal is branched into the first path and the second path, and the phase of the optical signal in the first path and the second path is controlled, and then the signal is combined. A first dual-drive optical modulator for wave output;
The other signal output from the branching unit is used as an input, the input optical signal is branched into a third path and a fourth path, and the phase of the optical signal in the third path and the fourth path is controlled, A second dual drive optical modulator that outputs in a wave;
A multiplexing unit for combining and outputting the output of the first dual drive optical modulator and the output of the second dual drive optical modulator;
The light modulation device according to claim 1, further comprising:
前記第１のデュアル・ドライブ光変調器は、前記第１経路から出力される光信号と前記第２経路から出力される光信号の位相差がπとなる様に、前記第１経路及び前記第２経路の光信号の位相を制御し、
前記第２のデュアル・ドライブ光変調器は、前記第３経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．５πの位相差となる様に前記第３経路の光信号の位相を制御し、前記第４経路から出力される光信号の位相が、前記第３経路から出力される光信号の２つの位相に対して０．１５π及び０.６５πの位相差となる様に前記第４経路の光信号の位相を制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光変調装置。 When 8QAM is used as the modulation method,
The first dual drive optical modulator has the first path and the first path so that a phase difference between an optical signal output from the first path and an optical signal output from the second path is π. Control the phase of the optical signal in two paths,
The second dual drive optical modulator is configured such that the phase of the optical signal on the third path is such that the phase of the optical signal output from the third path has a phase difference of 0.5π according to the data value. The phase of the optical signal output from the fourth path is 0.15π and 0.65π with respect to the two phases of the optical signal output from the third path. Controlling the phase of the optical signal in the fourth path;
The light modulation device according to claim 2.
前記第２のデュアル・ドライブ光変調器は、前記第３経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．５６πの位相差となり、前記第４経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．５６πの位相差となり、かつ、前記第３経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相と前記第４経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相との位相差が０．５πとなる様に前記第３経路及び前記第４経路の光信号の位相を制御し、
前記第１のデュアル・ドライブ光変調器は、前記第３経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相に対して０．２５πの位相差の光信号を出力する様に前記第１経路及び前記第２経路の光信号の位相を制御する、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の光変調装置。 When using 16QAM as the modulation method,
In the second dual drive optical modulator, the phase of the optical signal output from the third path has a phase difference of 0.56π according to the data value, and the optical signal output from the fourth path The phase is a phase difference of 0.56π according to the data value, and the center phase of the two phases of the optical signal output from the third path and the two phases of the optical signal output from the fourth path Controlling the phase of the optical signal of the third path and the fourth path so that the phase difference from the center phase of the second phase becomes 0.5π,
The first dual-drive optical modulator outputs the optical signal having a phase difference of 0.25π with respect to the center phase of the two phases of the optical signal output from the third path. And controlling the phase of the optical signal in the second path,
The light modulation device according to claim 2, wherein the light modulation device is a light modulation device.
前記第１のデュアル・ドライブ光変調器は、前記第１経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．２５πの位相差となり、前記第２経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．２５πの位相差となり、かつ、前記第１経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相と前記第２経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相との位相差が０．５πとなる様に前記第１経路及び前記第２経路の光信号の位相を制御し、
前記第２のデュアル・ドライブ光変調器は、前記第３経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．５６πの位相差となり、前記第４経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．５６πの位相差となり、かつ、前記第３経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相と前記第４経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相との位相差が０．５πとなる様に前記第３経路及び前記第４経路の光信号の位相を制御する、
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の光変調装置。 When 64QAM is used as a modulation method,
In the first dual drive optical modulator, the phase of the optical signal output from the first path has a phase difference of 0.25π according to the data value, and the optical signal output from the second path The phase is a phase difference of 0.25π according to the data value, and the center phase of the two phases of the optical signal output from the first path and the two phases of the optical signal output from the second path Controlling the phase of the optical signal in the first path and the second path so that the phase difference from the center phase of
In the second dual drive optical modulator, the phase of the optical signal output from the third path has a phase difference of 0.56π according to the data value, and the optical signal output from the fourth path The phase is a phase difference of 0.56π according to the data value, and the center phase of the two phases of the optical signal output from the third path and the two phases of the optical signal output from the fourth path Controlling the phase of the optical signal of the third path and the fourth path so that the phase difference from the center phase of the second phase becomes 0.5π.
The light modulation device according to claim 2, wherein the light modulation device is a light modulation device.
前記第１のデュアル・ドライブ光変調器は、前記第１経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．１９πの位相差となり、前記第２経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．１９πの位相差となり、かつ、前記第１経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相と前記第２経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相との位相差が０．５πとなる様に前記第１経路及び前記第２経路の光信号の位相を制御し、
前記第２のデュアル・ドライブ光変調器は、前記第３経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．４πの位相差となり、前記第４経路から出力される光信号の位相がデータの値に応じて０．４πの位相差となり、かつ、前記第３経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相と前記第４経路から出力される光信号の２つの位相の中心位相との位相差が０．５πとなる様に前記第３経路及び前記第４経路の光信号の位相を制御し、
前記光変調装置は、前記第２のデュアル・ドライブ光変調器の出力の位相をπだけ変化させて前記合波部に出力する光位相シフト器をさらに備えていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の光変調装置。 When using 32QAM as the modulation method,
In the first dual drive optical modulator, the phase of the optical signal output from the first path has a phase difference of 0.19π according to the data value, and the optical signal output from the second path The phase is a phase difference of 0.19π according to the data value, and the center phase of the two phases of the optical signal output from the first path and the two phases of the optical signal output from the second path Controlling the phase of the optical signal in the first path and the second path so that the phase difference from the center phase of
In the second dual-drive optical modulator, the phase of the optical signal output from the third path becomes a phase difference of 0.4π according to the data value, and the optical signal output from the fourth path The phase has a phase difference of 0.4π according to the data value, and the center phase of the two phases of the optical signal output from the third path and the two phases of the optical signal output from the fourth path Controlling the phase of the optical signal of the third path and the fourth path so that the phase difference from the center phase of the second phase becomes 0.5π,
The optical modulation device further includes an optical phase shifter that changes the phase of the output of the second dual drive optical modulator by π and outputs the phase to the multiplexing unit. 6. The light modulation device according to any one of items 1 to 5.
ことを特徴とする請求項６に記載の光変調装置。 The optical phase shifter is set so as not to change the phase when using a modulation scheme other than 32QAM.
The light modulation device according to claim 6.
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の光変調装置。 The IQ optical modulator is set to perform BPSK modulation when using a 32QAM modulation scheme, and to perform QPSK modulation when using a modulation scheme other than 32QAM.
The light modulation device according to claim 6, wherein the light modulation device is a light modulation device.
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