JP6363933B2 - Optical transmitter / receiver, optical receiver, and optical transmitter / receiver method - Google Patents

Optical transmitter / receiver, optical receiver, and optical transmitter / receiver method Download PDF

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Description

本発明は、ディジタルコヒーレント復調を用いる光伝送システムに用いる光送装置、光受信器及び光送受信方法に関する。 The present invention relates to an optical transmission receiver apparatus for use in an optical transmission system using digital coherent demodulation, to an optical receiver and an optical transmission and reception method.

光伝送システムに用いる伝送符号として、低いシンボルレートで大容量の光信号を送信可能なQAM信号が注目を集めている。最も単純なQAMは4値QAM(Quadrature Amplitude Modulation)であり、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)と呼ばれる。   As a transmission code used in an optical transmission system, a QAM signal capable of transmitting a large-capacity optical signal at a low symbol rate has attracted attention. The simplest QAM is quaternary QAM (Quadrature Amplitude Modulation) and is called QPSK (Quadrature Phase Shift Keying).

図4は、従来技術による光QAM信号送受信システムの構成を示す図である。CW(Continuous Wave)光源1はコヒーレンシーの高い波長λsigのCW光を出力する。光送信器2はこのCW光を入力し、光変調を施して光QAM信号を生成して送信する。光送信器2から発出された光QAM信号は、光ファイバ3によって伝送される。光受信器4は、光ファイバ3を介して光QAM信号を受信する。光QAM信号を光受信器4内で復調するには、一般にディジタルコヒーレント復調という技術を用いる。 FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional optical QAM signal transmission / reception system. A CW (Continuous Wave) light source 1 outputs CW light having a wavelength λ sig with high coherency. The optical transmitter 2 receives the CW light, performs optical modulation, generates an optical QAM signal, and transmits it. The optical QAM signal emitted from the optical transmitter 2 is transmitted through the optical fiber 3. The optical receiver 4 receives an optical QAM signal via the optical fiber 3. In order to demodulate the optical QAM signal in the optical receiver 4, a technique called digital coherent demodulation is generally used.

ディジタルコヒーレント復調では、受信した光信号を電気信号に変換した後に、送信時における光位相と光振幅の情報を高速な演算器を用いて計算することによって復調を行う。ディジタルコヒーレント復調にはコヒーレンシーの高い局発光が必須となる。光受信器4は、局発光源5によって生成された波長λLoの局発光を信号光と共に入力する。光受信器4の内部には90度ハイブリッドと呼ばれる光学干渉計100(以下、90度ハイブリッド100と称する)と、それに接続されるOE(Optical Electronic)コンバータ、およびそれらの出力を作動増幅するアンプからなる光電気変換部101を備えている。 In digital coherent demodulation, a received optical signal is converted into an electrical signal, and then demodulation is performed by calculating information on the optical phase and optical amplitude at the time of transmission using a high-speed computing unit. For digital coherent demodulation, local light with high coherency is essential. The optical receiver 4 inputs the local light of the wavelength λ Lo generated by the local light source 5 together with the signal light. The optical receiver 4 includes an optical interferometer 100 called a 90-degree hybrid (hereinafter referred to as a 90-degree hybrid 100), an OE (Optical Electronic) converter connected to the optical interferometer 100, and an amplifier that operates and amplifies the outputs thereof. The photoelectric conversion unit 101 is provided.

90度ハイブリッド100および光電気変換部101にはいろいろなスタイルのものがある。ここでは、最もシンプルな構成例を説明する。図5は、最もシンプルな構成の90度ハイブリッド100および光電気変換部101の構成を示す図である。信号光入力端子6および局発光入力端子7から入力された信号光および局発光は、第1の光分岐8、第2の光分岐9、第3の光分岐10及び第4の光分岐11によって、分波または合波される。そして、第3の光分岐10と第4の光分岐11から合計4本の光出力を得る。ここで、局発光の一部は光位相にしてπ/2の遅延を光遅延回路12によって加えられている。得られた4種類の干渉光は、第1のOEコンバータ13、第2のOEコンバータ14、第3のOEコンバータ15及び第4のOEコンバータ16により電気信号に変換して出力する。この出力は、第1の差動増幅器17および第2の差動増幅器18によって増幅して出力する。そして、最終的に2つの電気信号VとVを得る。 There are various styles of the 90-degree hybrid 100 and the photoelectric conversion unit 101. Here, the simplest configuration example will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the 90-degree hybrid 100 and the photoelectric conversion unit 101 having the simplest configuration. The signal light and the local light input from the signal light input terminal 6 and the local light input terminal 7 are transmitted by the first optical branch 8, the second optical branch 9, the third optical branch 10 and the fourth optical branch 11. , Demultiplexed or combined. Then, a total of four optical outputs are obtained from the third optical branch 10 and the fourth optical branch 11. Here, a part of the local light is added to the optical phase by a delay of π / 2 by the optical delay circuit 12. The obtained four types of interference light are converted into electrical signals by the first OE converter 13, the second OE converter 14, the third OE converter 15, and the fourth OE converter 16 and output. This output is amplified and output by the first differential amplifier 17 and the second differential amplifier 18. Then, finally obtaining two electric signals V 1 and V 2.

ここで、信号光および局発光の光電界Esig、ELoと、電気信号VおよびVとの関係を簡単に説明する。信号光の光電界Esig
sig=Asigexp(iωsigt+iφsig) ・・・(1)
とし、局発光の光電界ELo
Lo=exp(iωLot) ・・・(2)
と表す。ここでωsigおよびωLoは各々信号光のキャリアおよび局発光の角振動数、tは時間、iは虚数単位である。AsigおよびφsigはQAM信号によって伝播される情報であり、QPSKの場合はAsig=1、φsigはπ/2×nradとなる。ここでnは整数である。以下の数式においては、本質的でない係数は省いてある。光受信器4内で光電界EsigとELo とは90度ハイブリッドによって合波されてから電気変換され、
=Asigsin{(ωsig−ωLo)t+φsig} ・・・(3)
=Asigcos{(ωsig−ωLo)t+φsig} ・・・(4)
の2値を得る。ここで、ωsig−ωLoを周波数オフセットと呼ぶ。
Here, the relationship between the signal light and local electric light electric fields E sig and E Lo and the electric signals V 1 and V 2 will be briefly described. The optical electric field E sig of the signal light is expressed by E sig = A sig exp (iω sig t + iφ sig ) (1)
And the local electric light field E Lo is E Lo = exp (iω Lo t) (2)
It expresses. Here, ω sig and ω Lo are the carrier frequency of signal light and the angular frequency of local light, t is time, and i is an imaginary unit. A sig and φ sig are information propagated by the QAM signal. In the case of QPSK, A sig = 1 and φ sig is π / 2 × nrad. Here, n is an integer. In the following equations, non-essential coefficients are omitted. In the optical receiver 4, the optical electric fields E sig and E Lo are combined by a 90-degree hybrid and then electrically converted,
V 1 = A sig sin {(ω sig −ω Lo ) t + φ sig } (3)
V 2 = A sig cos {(ω sig −ω Lo ) t + φ sig } (4)
To obtain the binary value. Here, ω sig −ω Lo is called a frequency offset.

ヘテロダイン検波では周波数オフセットは光QAM信号のスペクトル帯域より大きくなり、理想的なホモダイン検波では周波数オフセットは0になる。ωsigおよびωLoが時間によらず一定であるならば、(ωsig−ωLo)tは時間と共に単調に増加するので、周波数オフセットは比較的容易にキャンセルすることが可能である。周波数オフセットがキャンセルされたならば、電気信号VとVの比較からφsigおよびAsigの値を求めることができ、光QAM信号の復調ができたことになる。周波数オフセットのキャンセルのためには、n乗法などの既存のアルゴリズムを活用することができる。 In heterodyne detection, the frequency offset is larger than the spectral band of the optical QAM signal, and in ideal homodyne detection, the frequency offset is zero. If ω sig and ω Lo are constant regardless of time, since (ω sig −ω Lo ) t increases monotonically with time, the frequency offset can be canceled relatively easily. If the frequency offset is canceled, the values of φ sig and A sig can be obtained from the comparison between the electric signals V 1 and V 2 , and the optical QAM signal can be demodulated. For canceling the frequency offset, an existing algorithm such as an n-th power method can be used.

しかしながら、従来技術ではCW光源1と局発光源5とは相互に離れた場所に設置するため、波長差を一定に保ち続けるのは困難であり、必ず誤差が生じる。この誤差は、エンドオブライフで数GHzに達する。従って周波数オフセットωsig−ωLoも一定値ではなく経年変動することになる。もうひとつの誤差要因として、CW光源1と局発光源5の光位相の揺らぎがある。完璧なCW光源は存在しないため、光電界EsigおよびELoとは光位相雑音φNoiseおよびφLoNoiseをもち、光電界EsigとELoは下記の形に書き表される。
sig=Asigexp(iωsigt+iφsig+iφNoise) ・・・(5)
Lo=exp(iωLot+iφLoNoise) ・・・(6)
これらの(5)式、(6)式を用いて電気信号V,Vを書き直せば
=Asigsin{(ωsig−ωLo)t+φsig+φNoise−φLoNoise} ・・・(7)
=Asigcos{(ωsig−ωLo)t+φsig+φNoise−φLoNoise} ・・・(8)
を得る。
However, in the prior art, since the CW light source 1 and the local light source 5 are installed at locations separated from each other, it is difficult to keep the wavelength difference constant, and an error always occurs. This error reaches several GHz at the end of life. Therefore, the frequency offset ω sig −ω Lo is not a constant value but also changes over time. Another error factor is fluctuation of the optical phase of the CW light source 1 and the local light source 5. Since there is no perfect CW light source, the optical electric fields E sig and E Lo have optical phase noises φ Noise and φ LoNoise , and the optical electric fields E sig and E Lo are written in the following form.
E sig = A sig exp (iω sig t + iφ sig + iφ Noise ) (5)
E Lo = exp (iω Lo t + iφ LoNoise) ··· (6)
If the electric signals V 1 and V 2 are rewritten using these equations (5) and (6), V 1 = A sig sin {(ω sig −ω Lo ) t + φ sig + φ Noise −φ LoNoise } (...) 7)
V 2 = A sig cos {(ω sig −ω Lo ) t + φ sig + φ Noise −φ LoNoise } (8)
Get.

周波数オフセットωsig−ωLoの補償が完全ではない場合、あるいは光位相雑音φNoiseおよびφLoNoiseが無視できないほど大きい場合、信号品質劣化が生じるため、これらの影響を完全に補償ないし低減させることは極めて重要である。従来技術では、周波数オフセット補償のアルゴリズムにある程度の引き込み範囲を持たせており、光源の波長変化にある程度追随することが可能である。しかし、このような処理を行うためには高速なディジタルシグナルプロセッサによってリアルタイムな演算処理を行うことが必要となる。さらに、光位相雑音φNoiseおよびφLoNoiseは従来の復調技術では補償のための有効な手段が無い。 If the frequency offset ω sig −ω Lo is not completely compensated, or if the optical phase noises φ Noise and φ LoNoise are so large that they cannot be ignored, signal quality degradation will occur, so that these effects can be completely compensated or reduced. Very important. In the prior art, the frequency offset compensation algorithm has a certain pull-in range, and can follow the wavelength change of the light source to some extent. However, in order to perform such processing, it is necessary to perform real-time arithmetic processing using a high-speed digital signal processor. Further, the optical phase noises φ Noise and φ LoNoise do not have an effective means for compensation in the conventional demodulation technique.

このため、できるだけ高性能なCW光源1を用いて光位相雑音φNoiseおよびφLoNoiseを小さくする必要があった。従来技術におけるこれらの手法は、送受信装置の大規模化をもたらし、回路設計が困難となる。特に加入者光伝送系においては、受信装置の大規模化と高価格化、消費電力の上昇は非常に大きな問題となる。 For this reason, it is necessary to reduce the optical phase noises φ Noise and φ LoNoise by using the CW light source 1 having the highest possible performance. These methods in the prior art lead to an increase in the size of the transmission / reception device, making circuit design difficult. In particular, in a subscriber optical transmission system, an increase in the size and price of a receiving device and an increase in power consumption are very serious problems.

一方、光位相雑音φNoiseの影響を抑えるための従来技術として、CW光源1の出力を変調する前に分岐して、分岐されたCW光を光受信器4まで送り、これを局発光として活用するという技術がある。この技術では光位相雑音φNoiseそのものを抑圧することはできないものの、(7)式、(8)式における光位相雑音φNoiseおよびφLoNoiseが等しくなるため、光位相雑音の影響が無視できることになる。 On the other hand, as a conventional technique for suppressing the influence of the optical phase noise φ Noise , the output is branched before modulating the output of the CW light source 1, and the branched CW light is sent to the optical receiver 4 and used as local light. There is technology to do. Although this technique cannot suppress the optical phase noise φ Noise itself, the optical phase noise φ Noise and φ LoNoise in the equations (7) and (8) become equal, so the influence of the optical phase noise can be ignored. .

しかしながら、この従来技術では、信号光と同一の波長の局発光を伝送させるために、信号光と局発光を偏波多重する(例えば、非特許文献1参照)、あるいはマルチコアファイバを用いて信号光と局発光を空間多重する(例えば、非特許文献2参照)といった工夫が必用となる。   However, in this prior art, in order to transmit local light having the same wavelength as that of signal light, signal light and local light are polarization-multiplexed (for example, see Non-Patent Document 1), or signal light using a multi-core fiber. Thus, it is necessary to devise a method of spatially multiplexing the local light (for example, see Non-Patent Document 2).

Moriya Nakamura and Yukiyoshi Kamio,"30-Gbps (5-Gsymbol/s) 64-QAM Self-Homodyne Transmission over 60-km SSMF using Phase-Noise Cancelling Technique and ISI-Suppression based on Electronic Digital Processing", OSA/OFC/NFOEC 2009Moriya Nakamura and Yukiyoshi Kamio, "30-Gbps (5-Gsymbol / s) 64-QAM Self-Homodyne Transmission over 60-km SSMF using Phase-Noise Cancelling Technique and ISI-Suppression based on Electronic Digital Processing", OSA / OFC / NFOEC 2009 J. M. Delgado Mendinueta, B. J. Puttnam, J. Sakaguchi, R. S. Luis, W. Klaus, Y.Awaji, N. Wada, A. Kanno and T. Kawanishi,"Energy Efficient Carrier Phase Recovery for Self-Homodyne Polarization-Multiplexed QPSK",2013 IEICEJM Delgado Mendinueta, BJ Puttnam, J. Sakaguchi, RS Luis, W. Klaus, Y. Awaji, N. Wada, A. Kanno and T. Kawanishi, "Energy Efficient Carrier Phase Recovery for Self-Homodyne Polarization-Multiplexed QPSK", 2013 IEICE

前述したように、従来技術ではCW光源と局発光源とは相互に離れた場所に設置するため、波長差を一定に保ち続けるのは困難であり、必ず誤差が生じるという問題を有している。このような問題を解決するために、信号光と局発光を偏波多重して信号光と同一の波長の局発光を伝送させる方法、あるいはマルチコアファイバを用いて信号光と局発光を空間多重する方法がある。   As described above, in the prior art, since the CW light source and the local light source are installed at locations separated from each other, it is difficult to keep the wavelength difference constant, and there is a problem that an error always occurs. . In order to solve such a problem, the signal light and the local light are transmitted by polarization multiplexing to transmit the local light having the same wavelength as the signal light, or the signal light and the local light are spatially multiplexed using a multi-core fiber. There is a way.

しかしながら、これらの方法は、信号光と同一の波長の局発光を伝送させるために、信号光と局発光を偏波多重したり、あるいはマルチコアファイバを用いて信号光と局発光を空間多重するといった工夫が必用となるため、構成が複雑になるとともに、伝送路の周波数利用効率が下がってしまうという問題がある。   However, in these methods, in order to transmit local light having the same wavelength as the signal light, the signal light and local light are polarization-multiplexed, or the signal light and local light are spatially multiplexed using a multi-core fiber. Since a device is necessary, there is a problem that the configuration is complicated and the frequency utilization efficiency of the transmission path is lowered.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で周波数オフセットおよび光源の光位相雑音の両者を除去することができる光送装置、光受信器及び光送受信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, the optical transmission receiver device capable of removing both the frequency offset and the light source of the optical phase noise with a simple configuration, an optical receiver and an optical transmission and reception method The purpose is to provide.

本発明は、CW光源と、前記CW光源の出力を変調することにより、キャリア周波数がωの光変調信号と光周波数がω±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である複数の輝線スペクトルとを生成して出力する光変調手段とを備えることを特徴とする。 The present invention modulates the output of the CW light source and the CW light source so that the optical modulation signal having the carrier frequency ω c and the optical frequency ω c ± nω Δ (where n is a natural number and ω Δ is the angle of each emission line spectrum. Light modulation means for generating and outputting a plurality of emission line spectra having a frequency interval).

本発明は、CW光源と、前記CW光源の出力を分岐する光分岐手段と、前記光分岐手段の出力の一方を変調してキャリア周波数がωの光変調信号を生成するデータ信号変調手段と、前記光分岐手段の出力の他方を変調して光周波数がω±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である複数の輝線スペクトルを生成する輝線スペクトル生成手段と、前記データ信号変調手段の出力と前記輝線スペクトル生成手段の出力とを合波して光伝送路に出力する合波手段とを備えることを特徴とする。 The present invention includes a CW light source, a light branching means for branching the output of the CW light source, a data signal modulating means carrier frequency by modulating the output of one of said optical branching means for generating a modulated optical signal of omega c The emission line spectrum that modulates the other output of the optical branching means to generate a plurality of emission line spectra having an optical frequency of ω c ± nω Δ (where n is a natural number and ω Δ is the angular frequency interval of each emission line spectrum). And generating means, and combining means for combining the output of the data signal modulating means and the output of the bright line spectrum generating means to output to the optical transmission line.

本発明は、等しい周波数間隔を有する複数のCW光を発生する多波長光発生手段と、前記多波長光発生手段から出力されるCW光のうち少なくとも1つを分波して変調しキャリア周波数がωの光変調信号を生成するデータ信号変調手段と、前記多波長光発生手段から出力されるCW光のうち光周波数がω±nωΔ(nは自然数、ωΔは多波長光発生手段の角振動数の間隔)である少なくとも2つのCW光を分波する輝線スペクトル生成手段と、前記データ信号変調手段の出力と前記輝線スペクトル生成手段の出力とを合波して光伝送路に出力する合波手段とを備えることを特徴とする。 The present invention provides a multi-wavelength light generating means for generating a plurality of CW lights having the same frequency interval, and at least one of the CW lights output from the multi-wavelength light generating means for modulation to modulate the carrier frequency. a data signal modulating means for generating an optical modulation signal of ω c , and an optical frequency of ω c ± nω Δ (where n is a natural number and ω Δ is a multi-wavelength light generating means of the CW light output from the multi-wavelength light generating means The bright line spectrum generating means for demultiplexing at least two CW lights having an angular frequency interval), and the output of the data signal modulating means and the output of the bright line spectrum generating means are combined and output to the optical transmission line. And a multiplexing means.

本発明は、前記多波長光発生手段は少なくとも2種類のCW光源と光導波路とを備え、前記光導波路は前記CW光源の出力が入力され、前記光導波路は四波混合により少なくとも3種類のCW光を出力することを特徴とする。   According to the present invention, the multi-wavelength light generating means includes at least two types of CW light sources and an optical waveguide, and the optical waveguide receives the output of the CW light source, and the optical waveguide is subjected to at least three types of CW by four-wave mixing. It is characterized by outputting light.

本発明は、前記データ信号変調手段の出力と前記輝線スペクトル生成手段の出力との少なくともいずれか一方は偏波多重されていることを特徴とする。   The present invention is characterized in that at least one of the output of the data signal modulating means and the output of the bright line spectrum generating means is polarization multiplexed.

本発明は、光伝送路から送られてきた光信号から、キャリア周波数がωの光変調信号と光周波数がω±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である少なくとも2種類の輝線スペクトルとを分離する信号局発分離手段と、前記信号局発分離手段によって分離された光変調信号と輝線スペクトルとを各々信号光用入力ポートおよび局発光用入力ポートに入力する90度ハイブリッドと、前記90度ハイブリッドから出力される干渉光を受光し電気変換する電気変換手段とを備えることを特徴とする。 In the present invention, an optical modulation signal having a carrier frequency of ω c and an optical frequency of ω c ± nω Δ (n is a natural number, ω Δ is an angular frequency of each emission line spectrum) from an optical signal transmitted from an optical transmission line. Signal local oscillation separating means for separating at least two types of bright line spectra that are intervals), and the light modulation signal and the bright line spectrum separated by the signal local oscillation separating means are respectively input to the signal light input port and the local light emission input. A 90-degree hybrid that is input to the port, and an electrical conversion unit that receives and electrically converts interference light output from the 90-degree hybrid.

本発明は、前記電気変換手段の出力から高周波成分を遮断するローパスフィルタを備え、前記ローパスフィルタの遮断周波数は前記光変調信号のシンボルレートよりは大きくかつωΔよりも小さいことを特徴とする。 The present invention includes a low-pass filter that cuts off a high-frequency component from the output of the electrical conversion means, and the cutoff frequency of the low-pass filter is larger than a symbol rate of the optical modulation signal and smaller than ωΔ .

本発明は、CW光源と、光分岐手段と、データ信号変調手段と、輝線スペクトル生成手段と、合波手段とを備える光送信器と、信号局発分離手段と、90度ハイブリッドと、電気変換手段とを備える光受信器とを備える光通信システムが行う光送受信方法であって、前記光分岐手段が、前記CW光源の出力を分岐する光分岐ステップと、前記データ信号変調手段が、前記光分岐手段の出力の一方を変調してキャリア周波数がωの光変調信号を生成するデータ信号変調ステップと、前記輝線スペクトル生成手段が、前記光分岐手段の出力の他方を変調して光周波数がω±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である複数の輝線スペクトルを生成する輝線スペクトル生成ステップと、前記合波手段が、前記データ信号変調手段の出力と前記輝線スペクトル生成手段の出力とを合波して光伝送路に出力する合波ステップと、前記信号局発分離手段が、前記光伝送路から送られてきた光信号から、キャリア周波数がωの前記光変調信号と光周波数がω±nωΔである複数の前記輝線スペクトルとを分離する信号局発分離ステップと、前記90度ハイブリッドが、前記信号局発分離手段によって分離された光変調信号と輝線スペクトルとを各々信号光用入力ポートおよび局発光用入力ポートに入力する90度ハイブリッドステップと、前記電気変換手段が、前記90度ハイブリッドから出力される干渉光を受光し電気変換する電気変換ステップとを有することを特徴とする。 The present invention relates to an optical transmitter comprising a CW light source, optical branching means, data signal modulating means, bright line spectrum generating means, and multiplexing means, signal local oscillation separating means, 90-degree hybrid, electrical conversion An optical transmission / reception method performed by an optical communication system comprising: an optical receiver comprising: an optical branching step in which the optical branching unit branches an output of the CW light source; and the data signal modulating unit includes the optical signal a data signal modulating step of the carrier frequency to produce a modulated optical signal of omega c by modulating the output of one of the branching means, the line spectrum generating means, the other a modulates the optical frequency of the output of said optical branching means ω c ± nω Δ (n is a natural number, the omega delta angular frequency interval of each bright line spectrum) and line spectrum generation step of generating a plurality of line spectra are, said multiplexing means, said data A combining step for combining the output of the signal modulation means and the output of the bright line spectrum generating means and outputting the combined signal to the optical transmission line; and the signal local oscillation separating means from the optical signal sent from the optical transmission line A signal local oscillation separating step for separating the optical modulation signal having a carrier frequency of ω c and a plurality of emission line spectra having an optical frequency of ω c ± nω Δ , and the 90-degree hybrid comprises the signal local oscillation separation means A 90 degree hybrid step for inputting the optical modulation signal and the bright line spectrum separated by the signal light into the signal light input port and the local light emission input port, respectively, and the electrical conversion means outputs the interference light output from the 90 degree hybrid. And an electrical conversion step for receiving light and performing electrical conversion.

本発明によれば、高速な演算装置を用いることなく簡単な構成で周波数オフセットおよび光源の光位相雑音の両者を除去することができるという効果が得られる。また、光受信器側に局発光を用意する必要がないため、光受信器の装置構成と価格を低減可能であるという効果も得られる。   According to the present invention, it is possible to remove both the frequency offset and the optical phase noise of the light source with a simple configuration without using a high-speed arithmetic device. Further, since it is not necessary to prepare local light on the optical receiver side, there is an effect that the apparatus configuration and price of the optical receiver can be reduced.

本発明の第1実施形態による光QAM伝送システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical QAM transmission system by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による光QAM伝送システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical QAM transmission system by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態による光QAM伝送システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical QAM transmission system by 4th Embodiment of this invention. 従来技術による光QAM信号送受信システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical QAM signal transmission / reception system by a prior art. 図4に示す光学干渉計(90度ハイブリッド)100および光電気変換部101の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an optical interferometer (90-degree hybrid) 100 and a photoelectric conversion unit 101 illustrated in FIG. 4.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態による光送信器、光受信器を説明する。本実施形態はQPSKを含むあらゆる多値数のQAM変調器に用いることが可能であり、また、光位相が直交成分を持たないBPSK(Binary Phase Shift Keying)信号にも適応が可能であるが、簡単のためここでは光QAM信号方式に関して説明を行う。また、本実施形態は偏波多重信号にも活用が可能であるが、説明を簡単にするため主として単一偏波の光QAM送受信システムを例にして説明を行う。   Hereinafter, an optical transmitter and an optical receiver according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment can be used for any multi-level QAM modulator including QPSK, and can also be applied to a BPSK (Binary Phase Shift Keying) signal whose optical phase does not have a quadrature component. For simplicity, the optical QAM signal system will be described here. Although this embodiment can also be used for polarization multiplexed signals, for the sake of simplicity, description will be given mainly using a single polarization optical QAM transmission / reception system as an example.

本実施形態では、光送信器側で単一のCW光源を設け、ここからキャリア周波数がωの光変調信号と光周波数がω±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である複数の輝線スペクトルとを生成する。輝線スペクトルは局発光として用いるため光変調信号と共に伝送路に送られる。CW光源出力の光電界E
=exp(iωt+iφNoise) ・・・(9)
とする。
In this embodiment, a single CW light source is provided on the optical transmitter side, from which an optical modulation signal having a carrier frequency of ω c and an optical frequency of ω c ± nω Δ (where n is a natural number and ω Δ is an emission line spectrum). And a plurality of emission line spectra having an angular frequency interval). The bright line spectrum is sent to the transmission line together with the optical modulation signal for use as local light. CW light source outputs light field E c a E c = exp (iω c t + iφ Noise) ··· (9)
And

ここでφNoiseは前述のとおり光源の光位相雑音であり、0にすることは困難である。この光から、周波数間隔がωΔの複数のCW光を生成する。ここでは合計3種類とする。得られる3種類の光電界E、ELo1、ELo2は、
=exp(iωt+iφNoise) ・・・(10)
Lo1=exp(i(ω+ωΔ)t+iφNoise) ・・・(11)
Lo2=exp(i(ω−ωΔ)t+iφNoise+iπ) ・・・(12)
となる。ここでELo2にiπの項があるのは、ELo1およびELo2の生成にCS−RZ変調を用いることを仮定したためであるが、他の実施形態においてこの項がiπ以外の値をとったとしても問題はない。
Here, φ Noise is the optical phase noise of the light source as described above, and it is difficult to make it zero. From this light, a plurality of CW lights having a frequency interval of ω Δ are generated. Here, there are a total of three types. The resulting three types of optical electric fields E c , E Lo1 , E Lo2 are:
E c = exp (iω c t + iφ Noise) ··· (10)
E Lo1 = exp (i (ω c + ω Δ ) t + iφ Noise ) (11)
E Lo2 = exp (i (ω c −ω Δ ) t + iφ Noise + iπ) (12)
It becomes. Here, E Lo2 has a term of iπ because it is assumed that CS-RZ modulation is used for generation of E Lo1 and E Lo2 , but in other embodiments, this term has a value other than iπ. There is no problem.

次に、Eを光変調する。ここではIQ変調器によって光QAM信号を生成するものとする。(5)式と同様に、
sig=Asigexp(iωt+iφsig+iφNoise+iθ) ・・・(13)
を得る。光位相θは、IQ変調器入出力の遅延時間差τに伴って生じる固定の光位相遅延であるが、遅延時間差τにおけるφNoiseの変動量が十分小さければ、θがどのような値であっても復調に支障はない。
Next, optical modulation of E c. Here, it is assumed that an optical QAM signal is generated by an IQ modulator. Similar to equation (5),
E sig = A sig exp (iω c t + iφ sig + iφ Noise + iθ) ··· (13)
Get. The optical phase θ is a fixed optical phase delay caused by the delay time difference τ between the input and output of the IQ modulator. If the fluctuation amount of φ Noise in the delay time difference τ is sufficiently small, what value is θ? However, there is no problem in demodulation.

本実施形態では、光電界Esig、ELo1、ELo2の3種の光信号を光伝送路に入力する。光受信器では、これらの光信号をEsigとELo1およびELo2との2組に分離し、Esigを信号光、ELo1およびELo2の両者を局発光として扱う。Esigは図5に示す90度ハイブリッドの信号光入力端子6に入力され、ELo1、ELo2の2つは局発光入力端子7に同時に入力される。ここで注意すべきことは、(7)式、(8)式においてはφNoiseおよびφLoNoiseは互いに無相関なランダム値であるためφNoise−φLoNoiseはゼロにならないが、本実施形態では単一のCW光を用いるため、(7)式、(8)式におけるこの項がゼロになるということである。その代わり本実施形態では2つの局発光を用いるためビート周波数が生じる。 In the present embodiment, three types of optical signals E sig , E Lo1 , and E Lo2 are input to the optical transmission line. In the optical receiver, these optical signals are separated into two sets of E sig and E Lo1 and E Lo2, and E sig is handled as signal light, and both E Lo1 and E Lo2 are handled as local light. E sig is input to the 90 ° hybrid signal light input terminal 6 shown in FIG. 5, and two of E Lo1 and E Lo2 are input to the local light input terminal 7 simultaneously. It should be noted here that in Expressions (7) and (8), φ Noise and φ LoNoise are random values that are uncorrelated with each other, so that φ Noise −φ LoNoise does not become zero. Since one CW light is used, this term in the equations (7) and (8) becomes zero. Instead, in this embodiment, the beat frequency is generated because two local lights are used.

詳細は省くが計算結果のみ示すと、図5に示す構成の最終段で得られる電気信号V,V
=8Asigcos(φsig+θ)sin(ωΔt) ・・・(14)
=−8Asigsin(φsig+θ)sin(ωΔt) ・・・(15)
となる。両者の比をとればsin(ωΔt)の因子がキャンセルされ、更に逆三角関数を用いればφsig+θを得ることができる。ここでθは消えずに残るが、θの値は時間にほとんど依存しない定数であるため、2つの時間的に連続するシンボルの位相φsig(t)+θおよびφsig(t−ΔT)+θの差をとることにより、θを除去することができる。ΔTはシンボル周期である。あるいは、従来技術同様に4乗法などを併用して数学的にθを除去することも出来る。一方Asigは、V,Vの両者の2乗の和をとるとによって得ることができる。
If details are omitted, but only the calculation results are shown, the electric signals V 1 and V 2 obtained in the final stage of the configuration shown in FIG. 5 are V 1 = 8A sig cos (φ sig + θ) sin (ω Δ t) ( 14)
V 2 = −8A sig sin (φ sig + θ) sin (ω Δ t) (15)
It becomes. If the ratio of the two is taken, the factor of sin (ω Δ t) is canceled, and φ sig + θ can be obtained by using an inverse trigonometric function. Here, θ remains without being erased, but the value of θ is a constant that hardly depends on time. Therefore, the phases φ sig (t) + θ and φ sig (t−ΔT) + θ of two temporally continuous symbols By taking the difference, θ can be removed. ΔT is a symbol period. Alternatively, as in the prior art, θ can be mathematically removed using a fourth power method or the like. On the other hand, A sig can be obtained by taking the sum of the squares of both V 1 and V 2 .

以上の説明はωΔの値に依存しない。よって、前述した手法を用いることにより、簡便に周波数オフセットを解消でき、かつ光源の位相雑音φNoiseの影響を補償することが可能となる。また、光送信器側の装置の経時劣化あるいは温度変化その他の理由でωΔ が変動を始めたとしても復調信号に影響は現れない。なお、ωΔが信号帯域より十分大きければ、VおよびVの出力にLPF(ローパスフィルタ)を入れてsin(ωΔt)の因子を抑圧することも可能である。このLPFの遮断周波数は光変調信号のシンボルレートよりは大きくかつωΔよりも小さいようにする。 The above description does not depend on the value of ω Δ. Therefore, by using the above-described method, the frequency offset can be easily eliminated and the influence of the phase noise φ Noise of the light source can be compensated. Moreover, not even appear affecting the demodulated signal as in the aging deterioration or temperature change for other reasons optical transmitter side of the apparatus omega delta began variation. If ω Δ is sufficiently larger than the signal band, it is also possible to suppress the factor of sin (ω Δ t) by inserting an LPF (low-pass filter) into the outputs of V 1 and V 2 . The cutoff frequency of this LPF is set to be larger than the symbol rate of the optical modulation signal and smaller than ω Δ .

<第1実施形態>
次に、前述した手法を適用した第1実施形態による光QAM伝送システムの構成を説明する。図1は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図4に示す従来の装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。まず、CW光源1によって生成された角振動数ωのCW光をカプラ20によって分割する。
<First Embodiment>
Next, the configuration of the optical QAM transmission system according to the first embodiment to which the above-described method is applied will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. In this figure, the same parts as those of the conventional apparatus shown in FIG. First, the CW light having the angular frequency ω c generated by the CW light source 1 is split by the coupler 20.

データ信号変調手段2は、カプラ20によって分割した一方の光を入力し光変調を施して、光QAM信号を生成する。CS−RZ変調器21は、角振動数ωRZの正弦波で駆動される。CS−RZ変調器21による光変調でカプラ20によって分割した他方の光から光パルス列を作ることにより、ω±ωRZの角振動数を持つ2つのCW光に変換して出力する。データ信号変調手段2の出力である光QAM信号と、CS−RZ変調器21の出力である2つのCW光はカプラ22によって合波する。光ファイバ3は、この合波された光を伝送する。 The data signal modulation means 2 inputs one light divided by the coupler 20 and performs optical modulation to generate an optical QAM signal. The CS-RZ modulator 21 is driven by a sine wave having an angular frequency ω RZ . By making an optical pulse train from the other light divided by the coupler 20 by optical modulation by the CS-RZ modulator 21, it is converted into two CW lights having an angular frequency of ω c ± ω RZ and output. The optical QAM signal that is the output of the data signal modulator 2 and the two CW lights that are the output of the CS-RZ modulator 21 are combined by the coupler 22. The optical fiber 3 transmits this combined light.

分波器102は、光ファイバ3による伝送後の光をωおよびω±ωRZの2組に分割する。そして、光受信器4の内部の90度ハイブリッド100は、この2組の光を入力する。分波器102はインターリーバあるいはMZI干渉計のような周期的な光フィルタを用いることができる。 The duplexer 102 divides the light after transmission through the optical fiber 3 into two sets of ω c and ω c ± ω RZ . The 90-degree hybrid 100 inside the optical receiver 4 inputs these two sets of light. The duplexer 102 can use a periodic optical filter such as an interleaver or an MZI interferometer.

光電気変換部101は、90度ハイブリッド100の出力を従来技術と同様に増幅し、前述した手法によって復調する。なおCS−RZ変調器21における強度の周期的変化は本質ではないので、CS−RZ変調器21に代えて光位相変調器により光周波数軸上にダブルピークを作る構成としてもよい。   The photoelectric conversion unit 101 amplifies the output of the 90-degree hybrid 100 in the same manner as in the conventional technique, and demodulates it by the method described above. Since the periodic change in intensity in the CS-RZ modulator 21 is not essential, a double peak may be formed on the optical frequency axis by an optical phase modulator instead of the CS-RZ modulator 21.

<第2実施形態>
次に、第2実施形態による光QAM伝送システムの構成を説明する。図2は、同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図1に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図2に示す第2実施形態の構成では、CS−RZ変調器21に代えて多波長光源110によりωおよびω±ωΔを生成する。
Second Embodiment
Next, the configuration of the optical QAM transmission system according to the second embodiment will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. In this figure, the same parts as those in the apparatus shown in FIG. In the configuration of the second embodiment illustrated in FIG. 2, ω c and ω c ± ω Δ are generated by the multi-wavelength light source 110 instead of the CS-RZ modulator 21.

分波器103は、生成された多波長の光をωとω±ωΔとに分波する。データ信号変調手段2は、分波されたωを入力して光変調を施す。カプラ22は、分波されたω±ωΔとデータ信号変調手段2の出力とを合波する。光ファイバ3による伝送後の処理動作は、第1実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。 The demultiplexer 103 demultiplexes the generated multi-wavelength light into ω c and ω c ± ω Δ . The data signal modulation means 2 receives the demultiplexed ω c and performs optical modulation. The coupler 22 combines the demultiplexed ω c ± ω Δ and the output of the data signal modulation means 2. Since the processing operation after transmission by the optical fiber 3 is the same as that in the first embodiment, detailed description thereof is omitted here.

多波長光源110は4波混合などの非線形光学効果を用いることによって実現可能である。2本のCW光から3本ないし4本のCW光を4波混合で生成すると、各CW光の周波数間隔が一定に保たれるため、光源の位相揺らぎもまた各CW光で共有される。このため、第1実施形態と同様の効果が得られる。   The multi-wavelength light source 110 can be realized by using a nonlinear optical effect such as four-wave mixing. When three to four CW lights are generated from two CW lights by four-wave mixing, the frequency interval of each CW light is kept constant, so that the phase fluctuation of the light source is also shared by each CW light. For this reason, the effect similar to 1st Embodiment is acquired.

<第3実施形態>
次に、第3実施形態による光QAM伝送システムの構成を説明する。前述した実施形態の説明では、説明を簡単にするために単一偏波での光QAM伝送を例にとって説明したが、周波数利用効率を高めるために偏波多重された光QAMによる伝送も広く行われている。
<Third Embodiment>
Next, the configuration of the optical QAM transmission system according to the third embodiment will be described. In the description of the above-described embodiment, the optical QAM transmission with a single polarization has been described as an example for the sake of simplicity. However, transmission using polarization-multiplexed optical QAM is also widely performed in order to increase the frequency utilization efficiency. It has been broken.

本実施形態によって偏波多重光QAMを行う場合は、光送信器において偏波多重型のIQ変調器を導入することで実現できる。局発光も光伝送前に偏波多重させることが望ましいが、ω±ωΔまたはω±ωRZ の2組の局発光を自分自身と偏波多重した上で、カプラ22によって信号光と合波すればよい。 When performing polarization multiplexed optical QAM according to the present embodiment, it can be realized by introducing a polarization multiplexed IQ modulator in the optical transmitter. It is desirable that the local light is also polarization-multiplexed before the optical transmission. However, after the two sets of local light of ω c ± ω Δ or ω c ± ω RZ are polarization-multiplexed with themselves, the signal light is transmitted by the coupler 22. Just combine.

局発光の複数の輝線スペクトルを第1実施形態にて説明したようなCS−RZ変調器21で生成する場合には、周期π/ωΔの光パルス列が生じるが、この局発光を自分自身と偏波多重する場合には、π/(2ωΔ)の時間差を加えて、インターリーブの偏波多重を行うとよい。すなわち、偏波の直交する2つの光パルス列の、片方の光強度最大時と他方の光強度最低時とが時間軸上で一致するよう偏波多重を行うとよい。通常の90度ハイブリッドでは局発光として単一偏波を用いることが多いが、偏波多重された局発光から単一偏波を切り出す際に、インタリーブの偏波多重を行っておくことにより、必ず50%の光強度が確保可能となるという利点がある。 When generating a plurality of bright line spectrum of the local light in the CS-RZ modulator 21 as described in the first embodiment, the light pulse train of period [pi / omega delta occurs, the local light and their own In the case of polarization multiplexing, interleaved polarization multiplexing may be performed by adding a time difference of π / (2ω Δ ). That is, it is preferable to perform polarization multiplexing such that two optical pulse trains having orthogonal polarizations have the same maximum light intensity and the other light intensity minimum on the time axis. In ordinary 90-degree hybrids, a single polarization is often used as the local light, but when the single polarization is cut out from the polarization-multiplexed local light, interleaved polarization multiplexing must be performed. There is an advantage that a light intensity of 50% can be secured.

<第4実施形態>
次に、第4実施形態による光QAM伝送システムの構成を説明する。図3は、同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図1に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。第1実施形態では光変調装置を2種類用い、うち1つをデータ信号変調手段2として用い、他の1つであるCS−RZ変調器21を輝線スペクトル生成手段として用いた。これら2つの光変調器を1台のIQ変調器200に集約したのが第4実施形態による光QAM伝送システムである。
<Fourth embodiment>
Next, the configuration of the optical QAM transmission system according to the fourth embodiment will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. In this figure, the same parts as those in the apparatus shown in FIG. In the first embodiment, two types of light modulation devices are used, one of which is used as the data signal modulation means 2, and the other one, the CS-RZ modulator 21, is used as the bright line spectrum generation means. The optical QAM transmission system according to the fourth embodiment is a combination of these two optical modulators into one IQ modulator 200.

この構成においては、IQ変調器200の駆動信号は、Asigやφsigの情報を有するランダム信号にωRZのクロック成分が重畳される。第1実施形態に比べ変調器駆動系に広い帯域が必要となるが、送信器側の構成が簡便になるという利点がある。 In this configuration, in the drive signal of the IQ modulator 200, the clock component of ω RZ is superimposed on a random signal having information on A sig and φ sig . Compared to the first embodiment, a wide band is required for the modulator drive system, but there is an advantage that the configuration on the transmitter side is simplified.

以上説明したように、送信側において、光QAM信号のキャリア周波数に対して厳密に周波数間隔が保たれた2つの局発光を生成し、これらを光QAM信号と共に伝送させた後に、これらを受信器で受信することにより、高速な演算装置を用いることなく簡便な構成で周波数オフセットおよび光源の光位相雑音の両者を除去することができる。また、光受信器側に局発光を用意する必要がないため、光受信器の装置構成と価格を大幅に低減可能であるという効果を併せて奏する。後者は加入者系において特に重要である。   As described above, on the transmitting side, two local lights having a frequency interval strictly maintained with respect to the carrier frequency of the optical QAM signal are generated and transmitted together with the optical QAM signal. Thus, both the frequency offset and the optical phase noise of the light source can be removed with a simple configuration without using a high-speed arithmetic device. In addition, since it is not necessary to prepare local light on the optical receiver side, the apparatus configuration and price of the optical receiver can be greatly reduced. The latter is particularly important in subscriber systems.

この構成は、ディジタルコヒーレント復調を用いる光伝送システムに用いる光送信器、光受信器に適しており、特に、4値よりも多値のQAM(Quadrature Amplitude Modulation)信号を送受信する、加入者系の光送受信装置に適している。   This configuration is suitable for an optical transmitter and an optical receiver used in an optical transmission system using digital coherent demodulation, and particularly for a subscriber system that transmits / receives a QAM (Quadrature Amplitude Modulation) signal having a value higher than four values. Suitable for optical transceiver.

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described with reference to drawings, the said embodiment is only the illustration of this invention, and it is clear that this invention is not limited to the said embodiment. is there. Therefore, additions, omissions, substitutions, and other modifications of the components may be made without departing from the technical idea and scope of the present invention.

本発明に係る光変調装置及び光変調方法は、光QAM信号を用いた光伝送システム、特に加入者系における光伝送システムを構築するにあたり、有用に適用することができる。   The optical modulation apparatus and optical modulation method according to the present invention can be effectively applied in constructing an optical transmission system using an optical QAM signal, particularly an optical transmission system in a subscriber system.

1・・・CW光源、2・・・データ信号変調手段、3・・・光ファイバ、4・・・光受信器、5・・・局発光源、6・・・信号光入力端子、7・・・局発光入力端子、8・・・第1の光分岐、9・・・第2の光分岐、10・・・第3の光分岐、11・・・第4の光分岐、12・・・光遅延回路、13・・・第1のOEコンバータ、14・・・第2のOEコンバータ、15・・・第3のOEコンバータ、16・・・第4のOEコンバータ、17・・・第1の差動増幅器、18・・・第2の差動増幅器、20・・・カプラ、21・・・CS−RZ変調器、22・・・カプラ、100・・・90度ハイブリッド、101・・・光電気変換部、102・・・分波器、103・・・分波器、110・・・多波長光源、200・・・IQ変調器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CW light source, 2 ... Data signal modulation means, 3 ... Optical fiber, 4 ... Optical receiver, 5 ... Local light source, 6 ... Signal light input terminal, 7 ..Local light-emitting input terminal, 8... 1st optical branch, 9... 2nd optical branch, 10... 3rd optical branch, 11. Optical delay circuit 13 ... first OE converter 14 ... second OE converter 15 ... third OE converter 16 ... fourth OE converter 17 ... first 1 differential amplifier, 18 ... second differential amplifier, 20 ... coupler, 21 ... CS-RZ modulator, 22 ... coupler, 100 ... 90 degree hybrid, 101 ... -Photoelectric conversion unit, 102 ... demultiplexer, 103 ... demultiplexer, 110 ... multi-wavelength light source, 200 ... IQ modulator

Claims (8)

CW光源と、
前記CW光源の出力を変調することにより、キャリア周波数がωcの光変調信号と光周波数がωc±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である複数の輝線スペクトルとを生成して出力する光変調手段と
を有する光送信器と、
光伝送路から送られてきた光信号から、キャリア周波数がωcの光変調信号と光周波数がωc±nωΔである少なくとも2種類の輝線スペクトルとを分離する信号局発分離手段と、
前記信号局発分離手段によって分離された光変調信号と輝線スペクトルとを各々信号光用入力ポートおよび局発光用入力ポートに入力する90度ハイブリッドと、
前記90度ハイブリッドから出力される干渉光を受光し電気変換する電気変換手段と
を有する光受信器と
を備えることを特徴とする光送装置
A CW light source;
By modulating the output of the CW light source, a light modulation signal having a carrier frequency of ωc and a plurality of emission line spectra having an optical frequency of ωc ± nωΔ (where n is a natural number and ωΔ is an interval of angular frequencies of each emission line spectrum) Optical modulation means for generating and outputting
An optical transmitter having
A signal local oscillation separation means for separating an optical modulation signal having a carrier frequency of ωc and at least two types of bright line spectra having an optical frequency of ωc ± nωΔ from an optical signal transmitted from an optical transmission line;
A 90 degree hybrid for inputting the optical modulation signal and the bright line spectrum separated by the signal local oscillation separating means to the signal light input port and the local light input port,
Electrical conversion means for receiving and electrically converting the interference light output from the 90-degree hybrid;
Light transmission receiving device, characterized in that it comprises an optical receiver having a.
CW光源と、
前記CW光源の出力を分岐する光分岐手段と、
前記光分岐手段の出力の一方を変調してキャリア周波数がωcの光変調信号を生成するデータ信号変調手段と、
前記光分岐手段の出力の他方を変調して光周波数がωc±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である複数の輝線スペクトルを生成する輝線スペクトル生成手段と、
前記データ信号変調手段の出力と前記輝線スペクトル生成手段の出力とを合波して光伝送路に出力する合波手段と
を有する光送信器と、
光伝送路から送られてきた光信号から、キャリア周波数がωcの光変調信号と光周波数がωc±nωΔである少なくとも2種類の輝線スペクトルとを分離する信号局発分離手段と、
前記信号局発分離手段によって分離された光変調信号と輝線スペクトルとを各々信号光用入力ポートおよび局発光用入力ポートに入力する90度ハイブリッドと、
前記90度ハイブリッドから出力される干渉光を受光し電気変換する電気変換手段と
を有する光受信器と
を備えることを特徴とする光送装置
A CW light source;
Light branching means for branching the output of the CW light source;
Data signal modulating means for modulating one of the outputs of the optical branching means to generate an optical modulation signal having a carrier frequency of ωc;
Emission line spectrum generating means for modulating the other of the outputs of the light branching means to generate a plurality of emission line spectra whose optical frequency is ωc ± nωΔ (n is a natural number, ωΔ is an interval of angular frequencies of each emission line spectrum);
A combining unit that combines the output of the data signal modulating unit and the output of the bright line spectrum generating unit and outputs the combined signal to an optical transmission line;
An optical transmitter having
A signal local oscillation separation means for separating an optical modulation signal having a carrier frequency of ωc and at least two types of bright line spectra having an optical frequency of ωc ± nωΔ from an optical signal transmitted from an optical transmission line;
A 90 degree hybrid for inputting the optical modulation signal and the bright line spectrum separated by the signal local oscillation separating means to the signal light input port and the local light input port,
Electrical conversion means for receiving and electrically converting the interference light output from the 90-degree hybrid;
Light transmission receiving device, characterized in that it comprises an optical receiver having a.
等しい周波数間隔を有する複数のCW光を発生する多波長光発生手段と、
前記多波長光発生手段から出力されるCW光のうち少なくとも1つを分波して変調しキャリア周波数がωcの光変調信号を生成するデータ信号変調手段と、
前記多波長光発生手段から出力されるCW光のうち光周波数がωc±nωΔ(nは自然数、ωΔは多波長光発生手段の角振動数の間隔)である少なくとも2つのCW光を分波する輝線スペクトル生成手段と、
前記データ信号変調手段の出力と前記輝線スペクトル生成手段の出力とを合波して光伝送路に出力する合波手段と
を有する光送信器と、
光伝送路から送られてきた光信号から、キャリア周波数がωcの光変調信号と光周波数がωc±nωΔである少なくとも2種類の輝線スペクトルとを分離する信号局発分離手段と、
前記信号局発分離手段によって分離された光変調信号と輝線スペクトルとを各々信号光用入力ポートおよび局発光用入力ポートに入力する90度ハイブリッドと、
前記90度ハイブリッドから出力される干渉光を受光し電気変換する電気変換手段と
を有する光受信器と
を備えることを特徴とする光送装置
Multi-wavelength light generating means for generating a plurality of CW lights having equal frequency intervals;
Data signal modulation means for demultiplexing and modulating at least one of the CW lights output from the multi-wavelength light generation means to generate an optical modulation signal having a carrier frequency of ωc;
At least two CW lights having an optical frequency of ωc ± nωΔ (n is a natural number, and ωΔ is an angular frequency interval of the multiwavelength light generating means) among the CW lights output from the multiwavelength light generating means are demultiplexed. Bright line spectrum generating means;
A combining unit that combines the output of the data signal modulating unit and the output of the bright line spectrum generating unit and outputs the combined signal to an optical transmission line;
An optical transmitter having
A signal local oscillation separation means for separating an optical modulation signal having a carrier frequency of ωc and at least two types of bright line spectra having an optical frequency of ωc ± nωΔ from an optical signal transmitted from an optical transmission line;
A 90 degree hybrid for inputting the optical modulation signal and the bright line spectrum separated by the signal local oscillation separating means to the signal light input port and the local light input port,
Electrical conversion means for receiving and electrically converting the interference light output from the 90-degree hybrid;
Light transmission receiving device, characterized in that it comprises an optical receiver having a.
前記多波長光発生手段は少なくとも2種類のCW光源と光導波路とを備え、
前記光導波路は前記CW光源の出力が入力され、
前記光導波路は四波混合により少なくとも3種類のCW光を出力すること
を特徴とする請求項3に記載の光送装置
The multi-wavelength light generating means includes at least two types of CW light sources and an optical waveguide,
The optical waveguide receives the output of the CW light source,
The optical waveguide is an optical transmission receiver device according to claim 3, characterized in that outputs at least three kinds of CW light by four-wave mixing.
前記データ信号変調手段の出力と前記輝線スペクトル生成手段の出力との少なくともいずれか一方は偏波多重されていることを特徴とする請求項2または3に記載の光送装置Light transmission receiving apparatus according to claim 2 or 3, at least one, characterized in that it is polarization multiplexed with the output of the output and the bright line spectrum generating unit of the data signal modulating means. 光伝送路から送られてきた光信号から、キャリア周波数がωcの光変調信号と光周波数がωc±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である少なくとも2種類の輝線スペクトルとを分離する信号局発分離手段と、
前記信号局発分離手段によって分離された光変調信号と輝線スペクトルとを各々信号光用入力ポートおよび局発光用入力ポートに入力する90度ハイブリッドと、
前記90度ハイブリッドから出力される干渉光を受光し電気変換する電気変換手段と
を備えることを特徴とする光受信器。
An optical modulation signal having a carrier frequency of ωc and an optical frequency of ωc ± nωΔ (where n is a natural number and ωΔ is an angular frequency interval of each emission line spectrum) from an optical signal transmitted from an optical transmission line. A signal local separation means for separating the emission line spectrum;
A 90 degree hybrid for inputting the optical modulation signal and the bright line spectrum separated by the signal local oscillation separating means to the signal light input port and the local light input port,
An optical receiver comprising: electrical conversion means for receiving and electrically converting interference light output from the 90-degree hybrid.
前記電気変換手段の出力から高周波成分を遮断するローパスフィルタを備え、
前記ローパスフィルタの遮断周波数は前記光変調信号のシンボルレートよりは大きくかつωΔよりも小さいことを特徴とする請求項6に記載の光受信器。
A low pass filter that cuts off high frequency components from the output of the electrical conversion means,
The optical receiver according to claim 6, wherein a cutoff frequency of the low-pass filter is larger than a symbol rate of the optical modulation signal and smaller than ωΔ.
CW光源と、光分岐手段と、データ信号変調手段と、輝線スペクトル生成手段と、合波手段とを備える光送信器と、信号局発分離手段と、90度ハイブリッドと、電気変換手段とを備える光受信器とを備える光通信システムが行う光送受信方法であって、
前記光分岐手段が、前記CW光源の出力を分岐する光分岐ステップと、
前記データ信号変調手段が、前記光分岐手段の出力の一方を変調してキャリア周波数がωcの光変調信号を生成するデータ信号変調ステップと、
前記輝線スペクトル生成手段が、前記光分岐手段の出力の他方を変調して光周波数がωc±nωΔ(nは自然数、ωΔは各輝線スペクトルの角振動数の間隔)である複数の輝線スペクトルを生成する輝線スペクトル生成ステップと、
前記合波手段が、前記データ信号変調手段の出力と前記輝線スペクトル生成手段の出力とを合波して光伝送路に出力する合波ステップと、
前記信号局発分離手段が、前記光伝送路から送られてきた光信号から、キャリア周波数がωcの前記光変調信号と光周波数がωc±nωΔである複数の前記輝線スペクトルとを分離する信号局発分離ステップと、
前記90度ハイブリッドが、前記信号局発分離手段によって分離された光変調信号と輝線スペクトルとを各々信号光用入力ポートおよび局発光用入力ポートに入力する90度ハイブリッドステップと、
前記電気変換手段が、前記90度ハイブリッドから出力される干渉光を受光し電気変換する電気変換ステップと
を有することを特徴とする光送受信方法。
An optical transmitter including a CW light source, an optical branching unit, a data signal modulating unit, an emission line spectrum generating unit, and a multiplexing unit, a signal local oscillation separating unit, a 90-degree hybrid, and an electrical conversion unit. An optical transmission / reception method performed by an optical communication system including an optical receiver,
An optical branching step in which the optical branching means branches the output of the CW light source;
A data signal modulation step in which the data signal modulation means modulates one of the outputs of the optical branching means to generate an optical modulation signal having a carrier frequency ωc;
The bright line spectrum generating means modulates the other of the outputs of the light branching means to generate a plurality of bright line spectra having an optical frequency of ωc ± nωΔ (n is a natural number, and ωΔ is an angular frequency interval of each bright line spectrum). A bright line spectrum generation step,
The multiplexing unit combines the output of the data signal modulation unit and the output of the bright line spectrum generation unit and outputs to the optical transmission line;
The signal station generating and separating means separates the optical modulation signal having a carrier frequency of ωc and the plurality of emission line spectra having an optical frequency of ωc ± nωΔ from the optical signal transmitted from the optical transmission line. A separation step;
A 90-degree hybrid step in which the 90-degree hybrid inputs the optical modulation signal and the bright line spectrum separated by the signal local oscillation separating means to the signal light input port and the local light input port, respectively;
An electrical transmission and reception method, wherein the electrical conversion means includes an electrical conversion step of receiving and electrically converting the interference light output from the 90-degree hybrid.
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