JP6865676B2

JP6865676B2 - Optical transmitter

Info

Publication number: JP6865676B2
Application number: JP2017253621A
Authority: JP
Inventors: 昇太石村; 和樹田中; 西村　公佐; 公佐西村; 鈴木　正敏; 正敏鈴木
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: JP2019121840A

Description

本発明は、直接検波方式を使用する光通信システムの光送信装置に関する。 The present invention relates to an optical transmitter of an optical communication system that uses a direct detection method.

光通信システムにおいては、波長分散フェージングが生じる。また、波長分散フェージングにより、強度変調（ＩＭ）光信号（又は、振幅変調（ＡＭ）光信号）が位相変調（ＰＭ）光信号に変換され、ＰＭ光信号がＩＭ（又は、ＡＭ）光信号に変換される、ＩＭ（ＡＭ）−ＰＭ変換と呼ばれる現象が生じることが知られている。例えば、光送信装置が送信したＩＭ光信号は、伝送距離に応じて徐々にＰＭ光信号に変化する。このＰＭ光信号は、さらに伝送距離に応じて徐々にＩＭ光信号に変化する。なお、このＩＭ−ＰＭ変換は、周波数特性を有する。つまり、複数のＩＭ光信号を波長多重して光送信装置から送信すると、所定の距離を伝送後においては、その一部がＰＭ光信号になり、その一部がＩＭ光信号のままであり、残りがその中間、つまり、強度変調及び位相変調された光信号になる。直接検波方式の光受信装置は、ＩＭ光信号の強度の変化を電気信号として取り出すため、強度が変化しないＰＭ光信号を検出できない。したがって、光送信装置が送信したＩＭ光信号がＰＭ光信号に変換されるところで光受信装置が受光する様な場合、この光通信システムは動作できない。また、光送信装置が送信したＩＭ光信号が、完全なＰＭ光信号に変換されておらず、強度変調及び位相変調された光信号となるところで光受信装置が受光する様な場合、光受信装置は、光信号の強度の変化を取り出すことができるが、そのレベルは小さくなり信号対雑音比が劣化する。 Wavelength dispersion fading occurs in optical communication systems. Further, by wavelength dispersion fading, an intensity modulation (IM) optical signal (or an amplitude modulation (AM) optical signal) is converted into a phase modulation (PM) optical signal, and the PM optical signal is converted into an IM (or AM) optical signal. It is known that a phenomenon called IM (AM) -PM conversion, which is converted, occurs. For example, the IM optical signal transmitted by the optical transmitter gradually changes to a PM optical signal according to the transmission distance. This PM optical signal is further gradually changed to an IM optical signal according to the transmission distance. This IM-PM conversion has frequency characteristics. That is, when a plurality of IM optical signals are wavelength-multiplexed and transmitted from an optical transmitter, after transmitting a predetermined distance, a part thereof becomes a PM optical signal, and a part thereof remains as an IM optical signal. The rest is in the middle, that is, intensity-modulated and phase-modulated optical signals. Since the direct detection type optical receiver extracts the change in the intensity of the IM optical signal as an electric signal, it cannot detect the PM optical signal whose intensity does not change. Therefore, if the optical receiver receives light when the IM optical signal transmitted by the optical transmitter is converted into a PM optical signal, this optical communication system cannot operate. Further, when the IM optical signal transmitted by the optical transmitter is not converted into a complete PM optical signal and is received by the optical receiver at the place where the optical signal is intensity-modulated and phase-modulated, the optical receiver is used. Can extract changes in the intensity of the optical signal, but the level becomes smaller and the signal-to-noise ratio deteriorates.

このため、非特許文献１は、光送信装置に強度変調器と位相変調器の２つの変調器を設け、伝送距離（光受信装置までの距離）と、信号の周波数帯域（信号帯域）に応じて、強度変調器と位相変調器のいずれかを使用する構成を開示している。これは、ＩＭ光信号からＰＭ光信号への変換と、ＰＭ光信号からＩＭ光信号への変換は、各周波数について、同じ伝送距離毎に生じるからである。具体的には、信号帯域が第１周波数帯域であるＩＭ光信号を第１距離だけ伝送すると、当該ＩＭ光信号は完全なＰＭ光信号になるものとする。この場合、信号帯域が第１周波数帯域であるＰＭ光信号を第１距離だけ伝送すると、当該ＰＭ光信号は完全なＩＭ光信号になる。この特性を利用し、非特許文献１は、送信する光信号の信号帯域と、光受信装置までの伝送距離に基づき、当該光信号に対して強度変調と位相変調のいずれを適用するかを決定している。 Therefore, in Non-Patent Document 1, two modulators, an intensity modulator and a phase modulator, are provided in the optical transmitter, depending on the transmission distance (distance to the optical receiver) and the frequency band (signal band) of the signal. Therefore, a configuration using either an intensity modulator or a phase modulator is disclosed. This is because the conversion from the IM optical signal to the PM optical signal and the conversion from the PM optical signal to the IM optical signal occur for the same transmission distance for each frequency. Specifically, when an IM optical signal whose signal band is the first frequency band is transmitted for only the first distance, the IM optical signal is assumed to be a complete PM optical signal. In this case, when the PM optical signal whose signal band is the first frequency band is transmitted by the first distance, the PM optical signal becomes a complete IM optical signal. Utilizing this characteristic, Non-Patent Document 1 determines whether to apply intensity modulation or phase modulation to the optical signal based on the signal band of the optical signal to be transmitted and the transmission distance to the optical receiver. doing.

また、非特許文献２は、二電極型マッハツェンダ変調器(ＤｕａｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅＭａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒｍｏｄｕｌａｔｏｒ：ＤＥＭＺＭ)とデジタル信号処理を用いて、伝送路で発生する分散の逆特性を有するような波形を発生させることで、波長分散を補償する構成を開示している。 Further, Non-Patent Document 2 uses a two-electrode Mach-Zehnder modulator (DEMZM) and digital signal processing to generate a waveform having an inverse characteristic of dispersion generated in a transmission line. Discloses a configuration that compensates for wavelength dispersion.

Ｓ．Ｉｓｈｉｍｕｒａ，ｅｔａｌ．，"１．０３２−Ｔｂ/ｓＣＰＲＩ−ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｄａｔａｒａｔｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｕｓｉｎｇＩＦ−ｏｖｅｒ−Ｆｉｂｅｒｓｙｓｔｅｍｆｏｒｈｉｇｈｃａｐａｃｉｔｙｍｏｂｉｌｅｆｒｏｎｔｈａｕｌｌｉｎｋｓ"，ｉｎＥｕｒｏｐｅａｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＥＣＯＣ２０１７），Ｔｈ．ＰＤＰ．Ｂ．６、２０１７年S. Ishimura, et al. , "1.032-Tb / s CPRI-equiverbalent data transition communication IF-over-Fiber system for high capacity communication mobile mobile communication (in-Europe", in-Europe PDP. B. 6, 2017 Ｒ．Ｉ．Ｋｉｌｌｅｙ，ｅｔａｌ．，"Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｂｙｓｉｇｎａｌｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｕｓｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄａｄｕａｌ−ｄｒｉｖｅＭａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒｍｏｄｕｌａｔｏｒ"、ＩＥＥＥＰｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．１７，７１４−１６、２００５年R. I. Killey, et al. , "Electronic distribution compensation by signal predistatory processing digital processing and a dual-drive Mach-Zehnder model", IEEE Photon. Technol. Lett. , Vol. 17,714-16, 2005

非特許文献１の構成では、強度変調器と位相変調器の２つの変調器を必要とし、光送信装置のコストが高くなる。また、非特許文献１の構成では、周波数帯域と伝送距離によっては、ＩＭ光信号とＰＭ光信号のどちらを送信しても、光受信装置においては、その中間の光変調信号となる場合が生じる。その様な場合、光受信装置が直接検波して出力する電気信号のレベル（信号検出レベル）は小さくなる（劣化する）。一方、非特許文献２の構成では、完全な分散補償が可能であり、信号検出レベルの劣化は生じないが、広帯域の信号処理が必要となり、光送信装置のコストの大幅な増加を招く。 The configuration of Non-Patent Document 1 requires two modulators, an intensity modulator and a phase modulator, which increases the cost of the optical transmitter. Further, in the configuration of Non-Patent Document 1, depending on the frequency band and the transmission distance, whichever the IM optical signal or the PM optical signal is transmitted, the optical receiving device may have an intermediate optical modulation signal. .. In such a case, the level (signal detection level) of the electric signal directly detected and output by the optical receiver becomes small (deteriorated). On the other hand, in the configuration of Non-Patent Document 2, complete dispersion compensation is possible and the signal detection level is not deteriorated, but wideband signal processing is required, which causes a significant increase in the cost of the optical transmitter.

本発明は、安価な構成で、光受信装置による信号検出レベルの劣化を抑えることができる光送信装置を提供するものである。 The present invention provides an optical transmission device having an inexpensive configuration and capable of suppressing deterioration of the signal detection level by the optical receiving device.

本発明の一態様によると、光送信装置は、第１連続光を第１ポートに入力される信号に基づき位相変調して第１位相変調光信号を生成し、第２連続光を第２ポートに入力される信号に基づき位相変調して第２位相変調光信号を生成し、前記第１位相変調光信号と前記第２位相変調光信号とを合成して出力する光変調手段と、入力される電気信号を第１電気信号及び第２電気信号に２分岐し、前記第１電気信号を前記第１ポートに入力し、前記第２電気信号を反転させた第３電気信号を前記第２ポートに入力する第１処理手段と、入力される電気信号を第４電気信号及び第５電気信号に２分岐し、前記第４電気信号を前記第１ポートに入力し、前記第５電気信号を前記第２ポートに入力する第２処理手段と、入力される電気信号を前記第１ポートに入力する第３処理手段と、入力される電気信号を前記第２ポートに入力する第４処理手段と、を備えていることを特徴とする。 According to one aspect of the present invention, the optical transmission device phase-modulates the first continuous light based on the signal input to the first port to generate a first phase-modulated optical signal, and transfers the second continuous light to the second port. An optical modulation means that generates a second phase-modulated optical signal by phase-modulating based on the signal input to the signal, synthesizes the first phase-modulated optical signal and the second phase-modulated optical signal, and outputs the signal. The electric signal is branched into a first electric signal and a second electric signal, the first electric signal is input to the first port, and the third electric signal obtained by inverting the second electric signal is input to the second port. The first processing means to be input to the above, the input electric signal is branched into a fourth electric signal and a fifth electric signal, the fourth electric signal is input to the first port, and the fifth electric signal is the said. A second processing means for inputting the input electric signal to the second port, a third processing means for inputting the input electric signal to the first port, and a fourth processing means for inputting the input electric signal to the second port. It is characterized by having.

本発明によると、安価な構成で、光受信装置による信号検出レベルの劣化を抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress deterioration of the signal detection level by the optical receiver with an inexpensive configuration.

一実施形態による光送信装置の構成図。The block diagram of the optical transmission device by one Embodiment. 一実施形態による光変調器の動作の説明図。The explanatory view of the operation of the optical modulator according to one Embodiment. ２０ｋｍ伝送後の各変調信号の周波数応答を示す図。The figure which shows the frequency response of each modulation signal after 20km transmission.

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、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、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. The following embodiments are examples, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments. Further, in each of the following figures, components that are not necessary for the description of the embodiment will be omitted from the drawings.

図１は、本実施形態による光送信装置の構成図である。周波数変換部１には、複数の電気信号が入力される。この電気信号は、後述する様に、連続光を変調するための信号であり、以下では変調信号と呼ぶ。変調信号は、それぞれが情報を搬送している。周波数変換部１は、複数の変調信号それぞれの周波数帯域が重ならない様に、各変調信号の周波数変換を行い、周波数変換後の各変調信号を振分部２に出力する。振分部２は、各変調信号を、分岐部３、調整部４、調整部５、分岐部６のいずれかに振り分ける。 FIG. 1 is a configuration diagram of an optical transmission device according to the present embodiment. A plurality of electric signals are input to the frequency conversion unit 1. As will be described later, this electric signal is a signal for modulating continuous light, and is hereinafter referred to as a modulated signal. Each of the modulated signals carries information. The frequency conversion unit 1 performs frequency conversion of each modulated signal so that the frequency bands of the plurality of modulated signals do not overlap, and outputs each modulated signal after frequency conversion to the distribution unit 2. The distribution unit 2 distributes each modulated signal to any of the branch unit 3, the adjustment unit 4, the adjustment unit 5, and the branch unit 6.

分岐部３は、入力される変調信号を同じ振幅レベルで２分岐し、一方を合波部８に出力し、他方を反転部７に出力する。反転部７は、入力される変調信号の波形を反転させて、反転された変調信号を合波部９に出力する。 The branching unit 3 branches the input modulated signal into two at the same amplitude level, outputs one to the combiner 8 and outputs the other to the inverting unit 7. The inverting unit 7 inverts the waveform of the input modulated signal and outputs the inverted modulated signal to the combiner 9.

調整部４は、入力される変調信号の振幅を√２倍にして、振幅調整後の変調信号を合波部８に出力する。調整部５は、入力される変調信号の振幅を√２倍にして、振幅調整後の変調信号を合波部９に出力する。 The adjusting unit 4 multiplies the amplitude of the input modulated signal by √2 and outputs the modulated signal after adjusting the amplitude to the combining unit 8. The adjusting unit 5 multiplies the amplitude of the input modulated signal by √2 and outputs the modulated signal after adjusting the amplitude to the combining unit 9.

分岐部６は、入力される変調信号を同じ振幅レベルで２分岐し、一方を合波部８に出力し、他方を合波部９に出力する。 The branching unit 6 branches the input modulated signal into two at the same amplitude level, outputs one to the combining unit 8 and outputs the other to the combining unit 9.

合波部８は、入力される各変調信号を合波して第１合波信号を生成し、この第１合波信号を二電極型マッハツェンダ変調器（ＤＥＭＺＭ）１０のポートＡに印加する。合波部９は、入力される各変調信号を合波して第２合波信号を生成し、この第２合波信号をＤＥＭＺＭ１０のポートＢに印加する。 The combiner 8 combines each of the input modulation signals to generate a first combiner signal, and applies the first combiner signal to port A of the two-electrode Machzenda modulator (DEMZM) 10. The combiner 9 generates a second combined wave signal by combining each input modulated signal, and applies the second combined wave signal to the port B of the DEMZM10.

図２は、ＤＥＭＺＭ１０による光変調方法の説明図である。ＤＥＭＺＭ１０の光ポートＩＮには、図示しない光源から連続光が入力される。ＤＥＭＺＭ１０の光ポートＩＮに入力された連続光は、第１経路３０１を通過する第１連続光と、第２経路３０２を通過する第２連続光に２分岐される。第１経路３０１を通過した第１連続光と、第２経路３０２を通過した第２連続光は、再度、合波されてＤＥＭＺＭ１０の光ポートＯＵＴから出力される。ここで、ポートＡ及びポートＢへのＤＣバイアス電圧は、第１連続光と第２連続光との位相差がπ／２で合波される様に、印加されている。（以下、このＤＣバイアス電圧を、直交バイアス電圧と呼ぶ。）図２（Ｂ）は、ポートＡ及びポートＢに直交バイアス電圧が印加されている場合の第１連続光１００と第２連続光２００を複素平面上で示したものである。 FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical modulation method using DEMZM10. Continuous light is input to the optical port IN of the DEMZM10 from a light source (not shown). The continuous light input to the optical port IN of the DEMZM10 is bifurcated into a first continuous light passing through the first path 301 and a second continuous light passing through the second path 302. The first continuous light that has passed through the first path 301 and the second continuous light that has passed through the second path 302 are combined again and output from the optical port OUT of the DEMZM10. Here, the DC bias voltage to the port A and the port B is applied so that the phase difference between the first continuous light and the second continuous light is π / 2. (Hereinafter, this DC bias voltage is referred to as an orthogonal bias voltage.) FIG. 2B shows the first continuous light 100 and the second continuous light 200 when the orthogonal bias voltage is applied to the ports A and B. Is shown on the complex plane.

ＤＥＭＺＭ１０のポートＡには、直交バイアス電圧に加えて変調信号が印加される。つまり、直交バイアス電圧と変調信号を加算した電圧が印加される。この変調信号により、複素平面上において、第１連続光１００は、直交バイアス電圧のみが印加された状態を起点とし、変調信号の振幅に比例してＩ軸との角度が変化する。つまり、ＤＥＭＺＭ１０は、ポートＡに入力される変調信号に基づき第１連続光１００を位相変調する。同様に、ポートＢにも、直交バイアス電圧に加えて変調信号が印加される。この変調信号により、複素平面上において、第２連続光２００は、直交バイアス電圧のみが印加された状態を起点とし、変調信号の振幅に比例してＩ軸との角度が変化する。つまり、ＤＥＭＺＭ１０は、ポートＢに入力される変調信号に基づき第２連続光２００を位相変調する。なお、ポートＡ及びポートＢに印加する変調信号が同じ場合の、Ｉ軸との角度の変化量は同じものとする。 A modulation signal is applied to port A of the DEMZM10 in addition to the orthogonal bias voltage. That is, a voltage obtained by adding the orthogonal bias voltage and the modulation signal is applied. Due to this modulated signal, on the complex plane, the angle of the first continuous light 100 with respect to the I-axis changes in proportion to the amplitude of the modulated signal, starting from the state in which only the orthogonal bias voltage is applied. That is, the DEMZM 10 phase-modulates the first continuous light 100 based on the modulation signal input to the port A. Similarly, a modulation signal is applied to the port B in addition to the orthogonal bias voltage. Due to this modulated signal, on the complex plane, the second continuous light 200 starts from a state in which only the orthogonal bias voltage is applied, and the angle with the I axis changes in proportion to the amplitude of the modulated signal. That is, the DEMZM 10 phase-modulates the second continuous light 200 based on the modulation signal input to the port B. When the modulation signals applied to the port A and the port B are the same, the amount of change in the angle with the I axis is the same.

したがって、ＤＥＭＺＭ１０のポートＡ及びポートＢに振幅値が同じで、かつ、正負が逆転した変調信号を印加すると、第１連続光１００と第２連続光２００は、複素平面上においてＩ軸に対して対称に変化し、よって、その合波光は、Ｉ軸上を移動する。つまり、この場合、ＤＥＭＺＭ１０の光ポートＯＵＴから出力される合波光は、印加された変調信号により強度変調された光信号（ＩＭ光信号）となる。なお、このＩＭ光信号は、チャープパラメータα＝０に対応する。 Therefore, when a modulation signal having the same amplitude value and reversed positive and negative is applied to port A and port B of the DEMZM10, the first continuous light 100 and the second continuous light 200 are directed to the I axis on the complex plane. It changes symmetrically, so that the combined light travels on the I-axis. That is, in this case, the combined light output from the optical port OUT of the DEMZM10 becomes an optical signal (IM optical signal) whose intensity is modulated by the applied modulation signal. This IM optical signal corresponds to the chirp parameter α = 0.

また、ＤＥＭＺＭ１０のポートＡ及びポートＢに同じ変調信号を印加すると、第１連続光１００と第２連続光２００の合波光は、変調信号の振幅に比例して等振幅でＩ軸との角度のみが変化する。つまり、この場合、ＤＥＭＺＭ１０の光ポートＯＵＴから出力される合波光は、印加された変調信号により位相変調された光信号（ＰＭ光信号）となる。なお、このＰＭ光信号は、チャープパラメータα＝＋∞又は−∞に対応する（なお、以下では、α＝＋∞又は−∞を、纏めて∞と表記する）。 Further, when the same modulated signal is applied to port A and port B of DEMZM10, the combined light of the first continuous light 100 and the second continuous light 200 has the same amplitude in proportion to the amplitude of the modulated signal and only the angle with the I axis. Changes. That is, in this case, the combined wave light output from the optical port OUT of the DEMZM10 becomes an optical signal (PM optical signal) phase-modulated by the applied modulation signal. This PM optical signal corresponds to the chirp parameter α = + ∞ or −∞ (hereinafter, α = + ∞ or −∞ is collectively referred to as ∞).

また、ＤＥＭＺＭ１０のポートＡのみに変調信号を印加すると、第１連続光１００と第２連続光２００の合波光は、複素平面上において振幅とＩ軸との角度の両方が変化する。つまり、この場合、ＤＥＭＺＭ１０の光ポートＯＵＴから出力される合波光は、印加された変調信号により強度・位相光変調された信号（以下、第１ＩＰＭ光信号と呼ぶ。）となる。なお、この第１ＩＰＭ光信号は、チャープパラメータα＝−１に対応する。 Further, when the modulation signal is applied only to the port A of the DEMZM10, both the amplitude and the angle of the I-axis of the combined light of the first continuous light 100 and the second continuous light 200 change on the complex plane. That is, in this case, the combined wave light output from the optical port OUT of the DEMZM 10 becomes a signal that is intensity / phase light modulated by the applied modulation signal (hereinafter, referred to as a first IPM optical signal). The first IPM optical signal corresponds to the chirp parameter α = -1.

また、ＤＥＭＺＭ１０のポートＢのみに変調信号を印加すると、第１連続光１００と第２連続光２００の合波光は、複素平面上において振幅とＩ軸との角度の両方が変化する。つまり、この場合、ＤＥＭＺＭ１０の光ポートＯＵＴから出力される合波光は、印加された変調信号により強度・位相光変調された信号（以下、第２ＩＰＭ光信号と呼ぶ。）となる。なお、この第２ＩＰＭ光信号は、チャープパラメータα＝＋１に対応する。 Further, when the modulation signal is applied only to the port B of the DEMZM10, both the amplitude and the angle of the I-axis of the combined light of the first continuous light 100 and the second continuous light 200 change on the complex plane. That is, in this case, the combined wave light output from the optical port OUT of the DEMZM 10 becomes a signal that is intensity / phase light modulated by the applied modulation signal (hereinafter, referred to as a second IPM optical signal). The second IPM optical signal corresponds to the chirp parameter α = + 1.

図１の構成において、分岐部３に入力された変調信号は、２分岐され、その一方は、合波部８を介してＤＥＭＺＭ１０のポートＡに印加され、他方は、反転部７で反転された後、合波部９を介してＤＥＭＺＭ１０のポートＢに印加される。したがって、ＤＥＭＺＭ１０は、分岐部３に入力された変調信号で連続光を強度変調し、ＩＭ光信号を出力する。同様に、分岐部６に入力された変調信号は、２分岐され、その一方は、合波部８を介してＤＥＭＺＭ１０のポートＡに印加され、他方は、合波部９を介してＤＥＭＺＭ１０のポートＢに印加される。したがって、ＤＥＭＺＭ１０は、分岐部９に入力された変調信号で連続光を位相変調し、ＰＭ光信号を出力する。 In the configuration of FIG. 1, the modulated signal input to the branching portion 3 is branched into two, one of which is applied to the port A of the DEMZM10 via the combining portion 8 and the other is inverted by the inversion portion 7. After that, it is applied to the port B of the DEMZM 10 via the combiner 9. Therefore, the DEMZM 10 intensity-modulates the continuous light with the modulation signal input to the branch portion 3 and outputs the IM light signal. Similarly, the modulated signal input to the branch portion 6 is branched into two, one of which is applied to the port A of the DEMZM10 via the combiner 8 and the other is a port of the DEMZM10 via the combiner 9. It is applied to B. Therefore, the DEMZM 10 phase-modulates continuous light with the modulation signal input to the branch portion 9 and outputs a PM light signal.

また、調整部４に入力された変調信号は、合波部８を介してＤＥＭＺＭ１０のポートＡのみに印加される。したがって、ＤＥＭＺＭ１０は、調整部４に入力された変調信号で連続光を強度・位相変調し、第１ＩＰＭ光信号を出力する。同様に、調整部５に入力された変調信号は、合波部９を介してＤＥＭＺＭ１０のポートＢのみに印加される。したがって、ＤＥＭＺＭ１０は、調整部５に入力された変調信号で連続光を強度・位相変調し、第２ＩＰＭ光信号を出力する。 Further, the modulated signal input to the adjusting unit 4 is applied only to the port A of the DEMZM 10 via the combining unit 8. Therefore, the DEMZM 10 intensifies and phase-modulates the continuous light with the modulation signal input to the adjusting unit 4, and outputs the first IPM optical signal. Similarly, the modulated signal input to the adjusting unit 5 is applied only to the port B of the DEMZM 10 via the combining unit 9. Therefore, the DEMZM 10 intensifies and phase-modulates the continuous light with the modulation signal input to the adjusting unit 5, and outputs the second IPM optical signal.

ＤＥＭＺＭ１０は、実際には、上記４つの変調光信号がまざった光信号を出力するが、各変調信号の周波数帯域は、周波数変換部１での周波数変換により互いに重ならない様にされているため、ＤＥＭＺＭ１０が出力する変調光信号において、各変調信号は、周波数軸上では重なりを持たないことになる。なお、図２（Ｂ）から明らかな様に、ＤＥＭＺＭ１０が出力するＩＭ光信号及びＰＭ光信号の振幅は、それぞれ、第１連続光１００及び第２連続光２００の√２倍になる。調整部４、５において、入力される変調信号を、それぞれ、√２倍にするのは各変調光のパワーの差を抑えるためである。 The DEMZM10 actually outputs an optical signal in which the above four modulated optical signals are mixed, but the frequency bands of the modulated signals are prevented from overlapping each other by frequency conversion by the frequency conversion unit 1. In the modulated optical signal output by DEMZM10, each modulated signal has no overlap on the frequency axis. As is clear from FIG. 2B, the amplitudes of the IM optical signal and the PM optical signal output by the DEMZM10 are √2 times that of the first continuous light 100 and the second continuous light 200, respectively. The reason why the input modulation signals in the adjusting units 4 and 5 are multiplied by √2 is to suppress the difference in power of each modulated light.

図３は、チャープパラメータαが０、∞、１、−１である変調光信号を２０ｋｍ伝送して直接検波、つまり、光電変換を行って得られる電気信号の周波数応答特性を示している。なお、上述した様に、チャープパラメータα＝０はＩＭ光信号に対応し、α＝∞はＰＭ光信号に対応し、α＝−１は第１ＩＰＭ光信号に対応し、α＝１は、第２ＩＰＭ光信号に対応する。 FIG. 3 shows the frequency response characteristics of an electric signal obtained by transmitting a modulated optical signal having a chirp parameter α of 0, ∞, 1, -1 for 20 km and performing direct detection, that is, photoelectric conversion. As described above, the chirp parameter α = 0 corresponds to the IM optical signal, α = ∞ corresponds to the PM optical signal, α = -1 corresponds to the first IPM optical signal, and α = 1 corresponds to the first IPM optical signal. Corresponds to 2IPM optical signals.

図３に示す様に、ＩＭ光信号は１４ＧＨｚにおいて大きく落ち込み、ＰＭ光信号は２０ＧＨｚにおいて大きく落ち込み、第１ＩＰＭ光信号は１０ＧＨｚにおいて大きく落ち込み、第２ＩＰＭ光信号は１７ＧＨｚにおいて大きく落ち込んでいる。これは、送信した各変調光信号が、それら周波数において、ＰＭ光信号となっているからである。一方、ＩＭ光信号は２０ＧＨｚにおいて良好に検出され、ＰＭ光信号は１４ＧＨｚにおいて良好に検出され、第１ＩＰＭ光信号は１７ＧＨｚにおいて良好に検出され、第２ＩＰＭ光信号は１０ＧＨｚにおいて良好に検出される。この良好に検出される周波数は、それら周波数において、送信した各変調信号が、ＩＭ光信号となっていることを示している。 As shown in FIG. 3, the IM optical signal has a large drop at 14 GHz, the PM optical signal has a large drop at 20 GHz, the first IPM optical signal has a large drop at 10 GHz, and the second IPM optical signal has a large drop at 17 GHz. This is because each of the transmitted modulated optical signals is a PM optical signal at those frequencies. On the other hand, the IM optical signal is well detected at 20 GHz, the PM optical signal is well detected at 14 GHz, the first IPM optical signal is well detected at 17 GHz, and the second IPM optical signal is well detected at 10 GHz. This well-detected frequency indicates that each transmitted modulated signal is an IM optical signal at those frequencies.

また、図３から明らかな様に、各変調光信号の周波数特性の最も高い部分だけを見ると、周波数に応じて若干の変動があるものの、その変動量は、非特許文献１の構成（α＝０とα＝∞のみを使用）より小さい。本実施形態において、振分部２は、図３に示す特性を有しており、入力される変調信号の周波数（信号帯域）に応じて、４つの変調方式から光受信装置において最も良好に検出される変調方式を選択し、対応するパス、つまり、分岐部３からのパス、調整部４からのパス、調整部５からのパス、分岐部６からのパスのいずれかに出力する。この構成により、１つの光変調器を使用して、複数種類の光変調信号を合成した信号を送信でき、かつ、各光変調信号の光受信装置による信号検出レベルの劣化を抑えることができる。 Further, as is clear from FIG. 3, when looking only at the portion having the highest frequency characteristic of each modulated optical signal, although there is some variation depending on the frequency, the amount of variation is the configuration of Non-Patent Document 1 (α). = Less than (use only 0 and α = ∞). In the present embodiment, the distribution unit 2 has the characteristics shown in FIG. 3, and is best detected by the optical receiver from the four modulation methods according to the frequency (signal band) of the input modulated signal. The modulation method to be performed is selected and output to any of the corresponding paths, that is, the path from the branching unit 3, the path from the adjusting unit 4, the path from the adjusting unit 5, and the path from the branching unit 6. With this configuration, one optical modulator can be used to transmit a signal obtained by synthesizing a plurality of types of optical modulation signals, and deterioration of the signal detection level by the optical receiver of each optical modulation signal can be suppressed.

なお、本発明の光送信装置は、例えば、Ｐ−Ｐ型の光通信システムに適用することができる。この場合、伝送距離は、光受信装置の設置位置に応じて決まるため、例えば、その伝送距離に対応する周波数応答特性（図３）を振分部２に設ければよい。また、本発明の光送信装置は、ＰＯＮ等のＰ−ＭＰ型の光通信システムに適用することができる。この場合、光送信装置は、複数の光受信装置に光信号を送信し、各光受信装置までの伝送距離は、光受信装置毎に異なる。この場合、各伝送距離に対応する周波数応答特性（図３）を振分部２に設ければよい。また、図３に示す様な周波数応答特性を振分部２に設けるのではなく、伝送距離により振分部２が、図３に示す様な周波数応答特性を計算する構成とすることもできる。さらに、オペレータが、図３に示す周波数応答特性に基づき、各変調信号の周波数と、どの変調方式を使用するかを決定して、周波数変換部１及び振分部２に設定する構成とすることもできる。この場合、周波数変換部１は設定に従い周波数変換し、振分部２は、設定に従い振分を行う。 The optical transmitter of the present invention can be applied to, for example, a PP type optical communication system. In this case, since the transmission distance is determined according to the installation position of the optical receiver, for example, the frequency response characteristic (FIG. 3) corresponding to the transmission distance may be provided in the distribution unit 2. Further, the optical transmission device of the present invention can be applied to a P-MP type optical communication system such as PON. In this case, the optical transmitter transmits an optical signal to a plurality of optical receivers, and the transmission distance to each optical receiver differs for each optical receiver. In this case, the frequency response characteristic (FIG. 3) corresponding to each transmission distance may be provided in the distribution unit 2. Further, instead of providing the frequency response characteristic as shown in FIG. 3 in the distribution unit 2, the distribution unit 2 may calculate the frequency response characteristic as shown in FIG. 3 based on the transmission distance. Further, the operator determines the frequency of each modulation signal and which modulation method to use based on the frequency response characteristics shown in FIG. 3, and sets the frequency conversion unit 1 and the distribution unit 2 in the configuration. You can also. In this case, the frequency conversion unit 1 performs frequency conversion according to the setting, and the distribution unit 2 performs distribution according to the setting.

なお、図１の構成において、分岐部３からＤＥＭＺＭ１０までのパス（ＤＥＭＺＭ１０は除く）は、第１処理部を構成している。また、分岐部６からＤＥＭＺＭ１０までのパス（ＤＥＭＺＭ１０は除く）は、第２処理部を構成している。さらに、調整部４からＤＥＭＺＭ１０までのパス（ＤＥＭＺＭ１０は除く）は、第３処理部を構成している。さらに、調整部５からＤＥＭＺＭ１０までのパス（ＤＥＭＺＭ１０は除く）は、第４処理部を構成している。そして、振分部２は、入力される変調信号を、第１処理部、第２処理部、第３処理部、第４処理部のいずれかに向けて出力する。なお、振分部２は、ユーザ設定に従い、或いは、入力される変調信号の周波数帯域とその伝送距離に応じて、入力される変調信号を、第１処理部、第２処理部、第３処理部、第４処理部のいずれかに向けて出力する。 In the configuration of FIG. 1, the path from the branch portion 3 to the DEMZM10 (excluding the DEMZM10) constitutes the first processing portion. Further, the path from the branch portion 6 to the DEMZM10 (excluding the DEMZM10) constitutes the second processing portion. Further, the path from the adjusting unit 4 to the DEMZM10 (excluding the DEMZM10) constitutes the third processing unit. Further, the path from the adjusting unit 5 to the DEMZM10 (excluding the DEMZM10) constitutes the fourth processing unit. Then, the distribution unit 2 outputs the input modulation signal to any one of the first processing unit, the second processing unit, the third processing unit, and the fourth processing unit. The distribution unit 2 processes the input modulated signal in the first processing unit, the second processing unit, and the third processing according to the user setting or according to the frequency band of the input modulated signal and its transmission distance. Output to either the unit or the fourth processing unit.

また、図１の構成において、振分部２、分岐部３、調整部４、調整部５、分岐部６、反転部７、合波部８、合波部９は、ＤＥＭＺＭ１０を駆動する駆動部を構成している。そして、この駆動部は、入力される変調信号の周波数帯域と、当該変調信号を伝送する距離と、に応じて選択したチャープパラメータの光変調信号を出力する様に、当該変調信号に基づきＤＥＭＺＭ１０を駆動する様に構成されている。或いは、駆動部は、周波数変換部１から入力される、互いに帯域の異なる複数の変調信号それぞれに関連付けられたチャープパラメータの設定値を保持し、前記複数の変調信号それぞれについて、前記関連付けられたチャープパラメータの光変調信号を出力する様にＤＥＭＺＭ１０を駆動する様に構成されている。 Further, in the configuration of FIG. 1, the distribution unit 2, the branch unit 3, the adjustment unit 4, the adjustment unit 5, the branch unit 6, the reversing unit 7, the combiner unit 8, and the combiner unit 9 are drive units for driving the DEMZM 10. Consists of. Then, this drive unit outputs the DEMZM10 based on the modulated signal so as to output the optical modulated signal of the chirp parameter selected according to the frequency band of the input modulated signal and the transmission distance of the modulated signal. It is configured to drive. Alternatively, the drive unit holds the set values of the chirp parameters associated with each of the plurality of modulated signals having different bands, which are input from the frequency conversion unit 1, and for each of the plurality of modulated signals, the associated chirp. It is configured to drive the DEMZM10 so as to output a parameter optical modulation signal.

３、６：分岐部、４、５：調整部、７：反転部、８、９：合波部、１０：二電極型マッハツェンダ変調器 3, 6: Branch part, 4, 5: Adjustment part, 7: Inversion part, 8, 9: Combined part, 10: Two-electrode Mach Zenda modulator

Claims

The first continuous light is phase-modulated based on the signal input to the first port to generate a first phase-modulated optical signal, and the second continuous light is phase-modulated based on the signal input to the second port. An optical modulation means that generates a phase-modulated optical signal, synthesizes the first phase-modulated optical signal and the second phase-modulated optical signal, and outputs the signal.
The input electric signal is branched into a first electric signal and a second electric signal, the first electric signal is input to the first port, and the third electric signal obtained by inverting the second electric signal is the first electric signal. The first processing means to input to port 2 and
A second process in which the input electric signal is branched into a fourth electric signal and a fifth electric signal, the fourth electric signal is input to the first port, and the fifth electric signal is input to the second port. Means and
A third processing means for inputting an input electric signal to the first port, and
A fourth processing means for inputting an input electric signal to the second port, and
An optical transmitter characterized by being equipped with.

The optical transmission device according to claim 1, wherein the optical modulation means branches the input continuous light into two to generate the first continuous light and the second continuous light.

The claim is characterized in that when the same signal is input to the first port and the second port, the phase difference between the first phase modulated optical signal and the second phase modulated optical signal is π / 2. The optical transmitter according to 1 or 2.

The optical transmission device according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical modulation means is a two-electrode Machzenda modulator.

It is further provided with a sorting means for distributing the input electric signal as an input of any of the first processing means, the second processing means, the third processing means, and the fourth processing means. The optical transmitter according to any one of claims 1 to 4.

A plurality of electric signals having different bands are input to the sorting means.
A claim characterized in that the distribution means distributes each of the plurality of electric signals as an input of any one of the first processing means, the second processing means, the third processing means, and the fourth processing means. Item 5. The optical transmitter according to item 5.

The distribution means uses the first processing means, the second processing means, and the second processing means for processing the electric signal based on the band of the electric signal and the distance for transmitting the electric signal for each of the plurality of electric signals. The optical transmission device according to claim 6, wherein it is determined which of the third processing means and the fourth processing means is used as the input.

The optical transmission device according to claim 6 or 7, further comprising a conversion means that performs frequency conversion so that the bands of the plurality of electric signals are different from each other and outputs the frequency conversion to the distribution means.

The optical transmission according to any one of claims 1 to 8, wherein the third processing means and the fourth processing means each have an adjusting means for adjusting the amplitude of the input electric signal. apparatus.