JPH0621891A - コヒーレント光通信用光送信器評価装置 - Google Patents

コヒーレント光通信用光送信器評価装置

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JPH0621891A
JPH0621891A JP4173105A JP17310592A JPH0621891A JP H0621891 A JPH0621891 A JP H0621891A JP 4173105 A JP4173105 A JP 4173105A JP 17310592 A JP17310592 A JP 17310592A JP H0621891 A JPH0621891 A JP H0621891A
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optical
signal
interferometer
transmitter
optical transmitter
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JP4173105A
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Hiroshi Nakamoto
洋 中元
Terumi Chikama
輝美 近間
Hiroshi Onaka
寛 尾中
Hideyuki Miyata
英之 宮田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光送信器の変調特性を送信側単独で評価し、
良否を判断でき、所定の変調パラメータに初期設定する
ことができる光送信器の評価装置を提供すること。 【構成】 データ信号を光変調して光信号を送出する光
送信器10にデータ信号とクロック信号とを入力する信
号発生器1と、光送信器10によって送出された光信号
を光路長の異なる二つの光路に分岐入力し、分岐された
光信号を再び合波し、光路の有効光路差により光信号を
干渉させて強度変調信号に変換する光干渉計2と、光干
渉計2により変換した強度変調信号を電気信号に変換す
る受光器3と、受光器3により変換した電気信号を増幅
する増幅器4と、増幅器4により増幅した電気信号から
データ信号を抽出する信号処理部5と、光干渉計2から
の強度変調信号を監視して光干渉計2の有効光路差を制
御する動作点安定化制御回路6と、光干渉計2の温度調
節をする温度制御回路7とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコヒーレント光通信方式
における光送信器の評価装置に関する。コヒーレント光
通信方式には、例えばCP-FSK方式等のように送信光(光
搬送波)の周波数に変調をかける方式(以下、光周波数
変調方式)や、または、例えばDPSK方式や直接変調
PSK方式(DM-PSK)等のように信号光の位相に変調を
かける方式(以下、位相変調方式)等がある。
【0002】このコヒーレント光通信方式において良好
な通信を行うには、いずれの変調方式においても、光送
信器の発光素子ならびに駆動回路の変調特性から光送信
器の性能を評価し、CP-FSK方式における変調指数やDPSK
方式や直接変調PSK 方式の位相シフト量等の変調パラメ
ータを、規定された値に正確に初期設定することが重要
である。
【0003】
【従来の技術】従来、コヒーレント光通信方式の光送信
器における変調特性の評価、および変調パラメータの初
期設定は、例えば次のように行っていた。すなわち、ま
ず、評価したい光送信器に対して1台のヘテロダイン光
受信器を用意し、これを接続する。次に光送信器に試験
パターン(例えば"0""1"の繰り返しなど)を入力し、変
調された試験パターンを乗せた送信光を送出させる。そ
して、ヘテロダイン光受信器により復調された試験パタ
ーンの波形をオシロスコープ等でモニタすることによっ
て、光送信器の変調特性の評価、および変調パラメータ
の初期設定を行うものであった。
【0004】
【本発明が解決しようとする課題】ところが、ある光送
信器の出力波形に対して光受信器の最適調整を行うと、
調整を行った光送信器と光受信器との組み合わせでは感
度が良くても, 他の光送信器と光受信器との組み合わせ
では感度が低下する場合があった。このような受信感度
の変動があると、装置の設置・撤去を常に送受信器の一
対で行う必要があった。また、異なる製造業者によって
作られた光送信器間では変調波形が相違するため、送受
信器の組み合わせによって、受信感度に大幅な劣化が生
じる可能性があった。
【0005】すなわち、従来の方法では、光送信器の変
調特性は調整に用いる光受信器の特性に依存するため、
光送信器と光受信器との相性による受信感度の変動が生
じる問題があった。したがって、本発明は、上記のよう
な問題を解決し、光送信器の変調特性を送信側単独で評
価し、良否を判断でき、所定の変調パラメータに初期設
定することができる光送信器の評価装置を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決する手段】図1は本発明の原理を説明する
図であり、本発明によるコヒーレント光通信用光送信器
評価装置を示している。前記課題は以下に示す本発明に
より解決される。すなわち、データ信号を光変調して光
信号を送出する光送信器10にデータ信号とクロック信
号とを入力する信号発生器1と、光送信器10によって
送出された光信号を光路長の異なる二つの光路に分岐入
力し、分岐された光信号を再び合波し、光路の有効光路
差により光信号を干渉させて強度変調信号に変換する光
干渉計2と、光干渉計2により変換した強度変調信号を
電気信号に変換する受光器3と、受光器3により変換し
た電気信号を増幅する増幅器4と、増幅器4により増幅
した電気信号からデータ信号を抽出する信号処理部5
と、光干渉計2からの強度変調信号を監視して光干渉計
2の有効光路差を制御する動作点安定化制御回路6と、
光干渉計2の温度調節をする温度制御回路7とを備えた
ことを特徴とするコヒーレント光通信用光送信器評価装
置である。
【0007】
【作用】以下、図1を参照しつつ本発明の作用を説明す
る。本発明は、評価対象となるコヒーレント光通信用光
送信器に対して、光周波数弁別器(以下、光弁別器)を
用いた標準の光受信器を用意し、受信波形の良否によっ
て、周波数または位相変調特性を評価することを特徴と
する。
【0008】図1に示すように、被評価対象となる光送
信器1には、データ信号及びクロック信号を入力する信
号発生器1と、光送信器1により光変調された信号を復
調するための光干渉計2とが接続されている。光干渉計
2は、変調指数に対応する遅延時間差を持ち、入力され
た光信号における光周波数または位相の変化を光強度の
変化に変換する。光干渉計2からの出力光は、受光器4
により広帯域の電気信号に変換される。
【0009】増幅器3は、受光器4により変換され、復
調された光信号を所要の信号レベルに増幅する。受光器
3, 増幅器4とも, 伝送速度の数倍程度にわたり平坦な
帯域特性を容易に実現できるため、符号間干渉を十分に
抑えることが可能である。また、動作点安定化回路6
は、光干渉計2の出力を監視しており、光干渉計2の有
効光路差を制御し、動作点を安定化するものである。
【0010】また、温度制御回路7は、有効光路差を安
定に維持するために、光干渉計内2の温度を一定に保つ
ものである。このように本発明によれば、光信号が直接
ベースバンド信号に変換されるため、従来のヘテロダイ
ン光受信器内の中間周波数増幅器やミキサの帯域特性の
影響を受けない、理想的な復調器と見なすことができ
る。周波数又は位相を光変調した光信号の理想的な復調
を行って, 波形を規定することができるため, 光送信器
・受信部の相性問題を低減できる。
【0011】
【実施例】以下、図1乃至図4を参照しつつ、本発明の
実施例を説明する。本実施例において光周波数弁別器
(以下、光弁別器とする)には、通常のヘテロダイン光
受信器に用いる遅延回路と同等の構成のマイケルソン型
もしくはマッハ・ツェンダ型の光干渉計を使用する。
【0012】図2に導波路型マッハ・ツェンダ干渉計に
よる光弁別器の構成例を示す。図2に示す導波路型マッ
ハ・ツェンダ干渉計21は、CP-FSK方式の変調指数mに
対応する遅延時間差1/(2mB) を持ち、光周波数の変化を
光強度の変化に変換する。ここでB は伝送速度である。
干渉計21により変換され、光復調された信号は二つの
出力ポートから出力される。
【0013】干渉計21の一方の出力ポートから出力さ
れる光信号は広帯域の受光器31により電気信号に変換
される。また、増幅器41は受光器31により変換され
た電気信号を所要の信号レベルに増幅する。受光器3
1, 増幅器41とも, 伝送速度の数倍程度にわたり平坦
な帯域特性を容易に実現できるため、これらにおける符
号間干渉を十分に抑えることが可能である。
【0014】このとき、導波路型マッハ・ツェンダ干渉
計21の2つの光路長差を、光送信器1(図1)の光源
(図示せず)の波長より十分高い精度で安定化する必要
がある。すなわち、光信号の“0”,“1”を干渉計2
1の二乗余弦曲線の最大, 最小の位置を合わせるように
制御する必要がある。そこで、他方の出力ポートから出
力される光復調された光信号を低速の受光器62で検出
し、動作点安定化回路61に入力する。光信号は高速に
変調されているので、受光器62に低速動作のものを用
いると、光信号の平均値を検出することができる。動作
点安定化回路61は、この光信号の平均値を誤差信号と
し、光干渉計21の位相調整部211の制御を行う。
【0015】上記のように光干渉計を光導波路で構成
し、パスの一部に位相可変領域として位相調整部211
を設け、例えば動作点安定化装置61により制御するこ
とによって、光路長差を変え、光復調波形の評価に十分
な安定度を得ることができる。このような装置構成によ
りCP-FSK変調信号の理想的な復調を行い, 光送信器の光
出力の変調特性評価を行うことができる。
【0016】図3にマイケルソン干渉計による光弁別器
の構成例を示す。図3において、光信号はハーフミラー
等による分岐器221によって分岐される。そして、そ
れぞれパス1及びミラー222,223を介してパス2
を通過しハーフミラー等による合波器224により合波
される。このときパス1、パス2における遅延時間差を
Δτとすると、合波された光信号は干渉し、その光強度
は 定数項+cos2 (πΔf・Δτ+φ) に比例する。ここでΔfは光周波数の振り幅であり、
“0”,“1”に対応して、0またはmBの値をとる。Δ
τ=1/(2mB) に設定すると, 変調指数m に対応する光周
波数弁別器となる。
【0017】すなわち、図1における光干渉計2とし
て、図2に示すようなマッハツェンダ型光干渉計に代え
て、図3に示すようなマイケルソン干渉計を用いてもよ
い。次に、図4を参照しつつ、復調波形の評価方法につ
いて説明する。図4は、アイマスクパターン規定の一例
を示す図である。復調波形の評価方法として、例えば図
1の信号処理部5の内部に、符号誤り率測定器(図示せ
ず)を設け、誤り率を測定する方法がある。
【0018】誤り率の測定には、例えば「等誤り率曲線
法」と呼ぶ方法がある。上記方法は、前記符号誤り率測
定器の識別位相と識別レベルを振りながら、アイ開口内
をメッシュ状に測定し、等しい誤り率の測定点を結んだ
等高線を描くことで評価を行うものである。評価しやす
い特定の(例えば、10-6の) 等誤り率曲線内の面積の大
小を符号間干渉量として評価する。
【0019】この等誤り率曲線法によれば、符号間干渉
量を数値として客観的に評価することができる。回路の
調整は, 変調振幅安定化回路の変調振幅設定電圧を調整
しながら、符号間干渉量が最も少ない状態に調整する。
復調波形の評価は、サンプリングオシロスコープで観測
することによっても可能である。例えばデジタイジング
オシロスコープの積分モードを用れば復調波形の評価を
容易に行うことができる。
【0020】なお、以上の説明では光周波数変調、特に
DFSK方式について説明したが、本発明は上記変調方
式に限定されない。例えば、上記いずれの光干渉計にお
いても、光路長差による遅延時間差の設定を1/Bとす
ることで、DPSK方式や直接変調PSK(DM-PSK)方
式等による位相変調信号の理想的な復調を行うことがで
きる(Bは伝送速度)。すなわち、これによって得られ
る復調波形によっても変調特性の規定を行うことができ
る。また、光干渉計にミラーあるいはコーナーキューブ
とピエゾ素子等の個別部品を用い、光路長差可変の構成
としても良い。
【0021】さらに、例えばあるCP-FSK信号に対し、光
干渉計で復調した波形をオシロスコープ等で観測しなが
ら、光路長差を変え、復調波形の最適の状態(符号間干
渉量等で判定する)を探すことにより、このときの光路
長差から、CP-FSK信号の変調指数を求めることができ
る。前記光路長差を可変とすることによって、一つの光
干渉計にて光周波数変調方式及び位相変調方式の何方に
も対応可能である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光送信側単独で変調特性を評価し、良否を判断でき、所
定の変調パラメータに初期設定できるコヒーレント光通
信方式の光送信器の評価装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理を説明する図であり、光送信器
評価装置を示している。
【図2】 マッハツェンダ型光干渉計による光弁別器の
構成例を示す図である。
【図3】 マイケルソン型光干渉計による光弁別器の構
成例を示す図である。
【図4】 アイマスクパターン規定の一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 … 信号発生器 2 … 光干渉計 21 … マッハツェンダ型光干渉計 211 … 位相調整部 22 … マイケルソン型光干渉計 221 … 分波器 222,223 … ミラー 224 … 合波器 3 … 受光器 4 … 増幅器 5 … 信号処理部 6 … 動作点安定化回路 62 … 低速受光器 7 … 温度制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 英之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データ信号を光変調して光信号を送出す
    る光送信器(10)に該データ信号とクロック信号とを
    入力する信号発生器(1)と、 該光送信器(10)によって送出された光信号を光路長
    の異なる二つの光路に分岐入力し、該分岐された光信号
    を再び合波し、該光路の有効光路差により該光信号を干
    渉させて強度変調信号に変換する光干渉計(2)と、 該光干渉計(2)により変換した該強度変調信号を電気
    信号に変換する受光器(3)と、 該受光器(3)により変換した該電気信号を増幅する増
    幅器(4)と、 該増幅器(4)により増幅した該電気信号から該データ
    信号を抽出する信号処理部(5)と、 該光干渉計(2)からの該強度変調信号を監視して該光
    干渉計(2)の該有効光路差を制御する動作点安定化制
    御回路(6)と、 該光干渉計(2)の温度調節をする温度制御回路(7)
    とを備えたことを特徴とするコヒーレント光通信用光送
    信器評価装置。
  2. 【請求項2】 前記干渉計(2)の有効光路差を、前記
    光送信器の変調指数(m) と前記光送信器の伝送速度(B)
    との積を2倍した値の逆数(1/(2mB) )にほぼ等しくし
    たことを特徴とする前記請求項1に記載のコヒーレント
    光通信用光送信器評価装置。
  3. 【請求項3】 前記干渉計(2)の有効光路差を、前記
    光送信器の伝送速度(B) の逆数(1/B )にほぼ等しくし
    たことを特徴とする前記請求項1に記載のコヒーレント
    光通信用光送信器評価装置。
  4. 【請求項4】 前記信号処理部(5)内に、前記データ
    信号の誤り率を測定する誤り率測定器を備えたことを特
    徴とする前記請求項1に記載のコヒーレント光通信用光
    送信器評価装置。
  5. 【請求項5】 前記信号処理部(5)内に、前記データ
    信号の波形を観測する波形観測器を備えたことを特徴と
    する前記請求項1に記載のコヒーレント光通信用光送信
    器評価装置。
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