JP2014183369A - Optical transmitter, optical communication system, polarization modulation method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、偏波変調光を送信する光送信機、偏波変調光を通信する光通信システム、偏波変調方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an optical transmitter that transmits polarization-modulated light, an optical communication system that communicates polarization-modulated light, a polarization modulation method, and a program.
コアメトロ系の光通信システムにおいて大容量化を支える技術として、デジタルコヒーレント方式の光伝送技術がある。デジタルコヒーレント方式を用いる光通信システムにおいて、異なる波長の光を多重化する波長多重伝送に加えて、各波長において互いに直交する２偏波を多重化する偏波多重伝送を実現しているシステムがある。 There is a digital coherent optical transmission technology as a technology that supports large capacity in a core metro optical communication system. In an optical communication system using a digital coherent system, there is a system that realizes polarization multiplexing transmission that multiplexes two polarizations orthogonal to each other in addition to wavelength multiplexing transmission that multiplexes light of different wavelengths. .
偏波多重伝送を実現した光通信システムとして、位相変調器と偏波変調器によって変調を行う送信機を含むシステムがある（例えば特許文献１）。このような光通信システムの送信機は、位相変調器で位相変調された単一偏波の変調光を偏波変調器により直交する２偏波に交互に偏波変調することで、位相変調された信号光を偏波多重して送信する。 As an optical communication system that realizes polarization multiplexing transmission, there is a system including a phase modulator and a transmitter that performs modulation using a polarization modulator (for example, Patent Document 1). The transmitter of such an optical communication system is phase-modulated by alternately modulating the single-polarized modulated light phase-modulated by the phase modulator into two orthogonal polarizations by the polarization modulator. The transmitted signal light is polarization multiplexed and transmitted.
ここで、偏波変調器において、２偏波が直交していない場合には、偏波間で干渉が生じてしまい、伝送特性が劣化すると言う問題がある。よって、偏波変調器における偏波状態を確認し、２偏波が直交するように偏波変調器の変調振幅を調整する必要がある。ここで、偏波変調器が出力する光の偏波状態を確認する手段として、偏光子等を用いて測定する方法が知られている（例えば特許文献２）。 Here, in the polarization modulator, when the two polarized waves are not orthogonal, there is a problem that interference occurs between the polarized waves and the transmission characteristics deteriorate. Therefore, it is necessary to check the polarization state in the polarization modulator and adjust the modulation amplitude of the polarization modulator so that the two polarizations are orthogonal. Here, as a means for confirming the polarization state of the light output from the polarization modulator, a method using a polarizer or the like is known (for example, Patent Document 2).
偏波変調器が出力する光の偏波状態を確認するのに偏光子を用いる場合、偏波変調器の出力ポート又は、偏波変調器の出力光を分岐して出力する出力ポートに偏光子を接続し、偏光子を透過した光をモニタし、モニタする光の強度が最大となるように偏波変調器の変調振幅等を調整する。 When a polarizer is used to check the polarization state of the light output from the polarization modulator, the polarizer is output to the output port of the polarization modulator or the output port that branches and outputs the output light of the polarization modulator. Are connected, and the light transmitted through the polarizer is monitored, and the modulation amplitude and the like of the polarization modulator are adjusted so that the intensity of the monitored light is maximized.
このため、偏波変調器の偏波状態の調整のために、ファイバ接続可能なインライン型の偏光子を用意しファイバ接続する必要があり、低コスト化の弊害となっていた。また、入射光の偏波方向に直交する方向に偏光子の偏光方向を合わす必要があり、ここでの偏光方向のずれが偏波変調光の偏波状態の評価に影響するため、定量的に評価するのが困難であるという問題があった。 For this reason, in order to adjust the polarization state of the polarization modulator, it is necessary to prepare an in-line type polarizer that can be connected to a fiber and connect it to the fiber, resulting in a cost reduction. In addition, it is necessary to align the polarization direction of the polarizer with the direction orthogonal to the polarization direction of the incident light, and the deviation of the polarization direction here affects the evaluation of the polarization state of the polarization-modulated light. There was a problem that it was difficult to evaluate.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、偏波変調器出力の偏波状態を偏光子などの光学素子を用いて観測することなく、偏波変調器の変調振幅を最適化して、偏波多重伝送における伝送特性の劣化を防ぐことのできる光送信機等を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and optimizes the modulation amplitude of the polarization modulator without observing the polarization state of the polarization modulator output using an optical element such as a polarizer. An object of the present invention is to provide an optical transmitter or the like that can prevent deterioration of transmission characteristics in polarization multiplexing transmission.
上記目的を達成するため、本発明の光送信機は、送信データで位相変調した位相変調光を互いに略直交する２偏波に交互に偏波変調した偏波変調光を送信する光送信機であって、光源と、光源からの光を送信データで位相変調するデータ変調器と、データ変調器によって位相変調された位相変調光を、シンボル毎に互いに異なる２偏波に交互に偏波変調する偏波変調器と、偏波変調器によって偏波変調された偏波変調光を、キャリア周波数を中心とした予め定めた帯域幅の周波数帯域に帯域制限した帯域制限変調光を出力する光帯域フィルタと、帯域制限変調光の光強度を光電変換して前記光強度に応じた電圧を出力する光電変換器と、偏波変調器の変調振幅を変化させたときの、光電変換器から出力される電圧の変化に基づいて、偏波変調器が偏波変調する２偏波が略直交する変調振幅を判別し、当該変調振幅で変調するように偏波変調器を制御する制御器と、を備える。
In order to achieve the above object, an optical transmitter according to the present invention is an optical transmitter that transmits polarization-modulated light obtained by alternately modulating phase-modulated light that has been phase-modulated with transmission data into two substantially orthogonal polarized waves. Then, a light source, a data modulator that phase-modulates light from the light source with transmission data, and phase-modulated light that is phase-modulated by the data modulator are alternately polarization-modulated into two different polarizations for each symbol. Polarization modulator and optical band filter for outputting band-limited modulated light obtained by band-limiting the polarization-modulated light modulated by the polarization modulator to a predetermined frequency band centered on the carrier frequency And a photoelectric converter that photoelectrically converts the light intensity of the band-limited modulated light and outputs a voltage corresponding to the light intensity, and a photoelectric converter when the modulation amplitude of the polarization modulator is changed. Polarization modulation based on voltage change There was determined the
本発明によれば、偏波変調器出力の偏波状態を偏光子などの光学素子を用いて観測することなく、偏波変調器の変調振幅を最適化して、偏波多重伝送における伝送特性の劣化を防ぐことができる。 According to the present invention, without observing the polarization state of the polarization modulator output using an optical element such as a polarizer, the modulation amplitude of the polarization modulator is optimized, and transmission characteristics in polarization multiplexing transmission are improved. Deterioration can be prevented.
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図面を参照して詳細に説明する。
本実施の形態に係る光通信システムは、送信データを位相変調し偏波変調した偏波多重光信号を送信する光送信機１と、光送信機１から出力される偏波多重光信号を伝送する光ファイバと、光ファイバを伝送してきた偏波多重光信号を、受信して光信号を復調して受信データを取得する光受信機と、から構成される。
The optical communication system according to the present embodiment transmits an
光送信機１は、図１に示すように、光源１０１、データ変調器１０２、偏波変調器１０３、光帯域フィルタ１０４、光分波器１０５、光電変換器（Optical / Electrical Converter：図中Ｏ／Ｅと示す）１０６、包絡線検波器１０７、制御器１０８を備える。
As shown in FIG. 1, the
光源１０１は、単一直線偏波のＣＷ（Continuous Wave）光を発光する発光素子であり、例えば、半導体レーザから構成される。光源１０１から出力するＣＷ光は、データ変調器１０２に入力される。
The
データ変調器１０２は、光源１０１から入力されたＣＷ光に送信データで位相変調する位相変調器である。本実施の形態では、ＲＺ−ＢＰＳＫ（Return to Zero - Binary Phase Shift Keying：ゼロ復帰２値位相変調）方式、又は、ＣＳＲＺ−ＢＰＳＫ（Carrier Suppressed - Return to Zero - Binary Phase Shift Keying：キャリア抑制型ゼロ復帰２値位相変調）方式で位相変調する。
The
データ変調器１０２は、例えば、光源１０１から入力されるＣＷ光から、内部で生成するクロック信号等に基づいて、ＲＺ信号又はＣＳＲＺ信号を生成し、その後、ＲＺ信号又はＣＳＲＺ信号に対して、送信データでＢＰＳＫ変調を行い、位相変調光を出力する。ここでデータ変調器１０２は、光源１０１の偏波状態を保持するため、データ変調器１０２から出力する位相変調光は、単一直線偏波光である。
For example, the
偏波変調器１０３は、データ変調器１０２が出力した位相変調光を、シンボル毎に互いに異なる２偏波に交互に偏波変調する。２つの偏波方向は略直交するように制御器１０８により制御されている。偏波方向が直交している場合には、それぞれの偏波間で干渉が生じず、伝送特性の劣化を防ぐことができるからである。
The
偏波変調器１０３は、２つの互いに直交する光学軸を有し、一方の光学軸の成分に対して、他方の光学軸の成分を遅延させて位相差θを与えることにより、２偏波の光を出力する。位相差θがπとなるときに、出力する光の２偏波は互いに直交する。このとき偏波変調器１０３は、１シンボルごとに互いに直交する２偏波に交互に変調された光を出力する。なお、位相差θが、偏波変調器１０３の変調振幅となる。
The
偏波変調器１０３は、例えば、印加電圧によって屈折率が変わる導波路を有する光学部品からなる。印加電圧を変化させて屈折率を変化させることにより、一方の光学軸の成分の遅延を変化させて、位相差（変調振幅）θを変化させる。
The
偏波変調器１０３の光学軸を互いに直交するｘ’軸とｙ’軸と定義すると、偏波変調器１０３に入力される単一直線偏波光は、ｙ’軸に対して４５度傾いた偏波方向となるように光軸調整されている。偏波変調器１０３に入力される単一直線偏波光の偏光方向をｙ方向とすると、偏波変調器１０３は、入力光の偏波方向ｙ方向に対して４５度傾いたｙ’方向の偏波成分に位相差を与える変調を行う。偏波変調器１０３は変調振幅つまり位相差θがπとなるときに、直交する２偏波であるｙ偏波及びｘ偏波に交互に変調された偏波変調光を出力する。
When the optical axis of the
光帯域フィルタ１０４は、所定の周波数帯域内の光のみを透過させる波長フィルタである。ここでは、偏波変調器１０３から出力される偏波変調光が入力されると、キャリア周波数を中心とする所定の帯域幅の周波数帯域内の光を出力する。つまり、光帯域フィルタ１０４は、帯域制限を受けた偏波変調光を出力する。
The
光分波器１０５は、入力される光を分岐する分岐器であり、例えば１０ｄＢカプラ、１５ｄＢカプラなどから構成される。ここでは光帯域フィルタ１０４で帯域制限を受けた偏波変調光が入力されると、伝送用の光ファイバに送出される送信光と光電変換器１０６側に出力するモニタ光とに分波する。
The
光電変換器１０６は、入力される光強度に応じた電圧に変換する機能を有する。例えば、入力光を光電変換して入力光パワーに対応した電流を出力するフォトダイオードと、フォトダイオードの出力電流を電圧に変換する電流電圧変換アンプから構成される。ここでは、光分波器１０５から出力されるモニタ光が入力されると、モニタ光の光強度に対応した電圧を出力する。
The
包絡線検波器１０７は、入力される電圧を包絡線検波する機能を有する。具体的には、入力される電圧を所定時間継続して測定し、所定時間内の最大値を保持して出力する。
The
制御器１０８は、マイコン等の任意の演算回路から構成され、包絡線検波器１０７から入力される電圧に基づいて、偏波変調器１０３の変調振幅を最適化する処理を実行する。具体的には、偏波変調器１０３の変調振幅を所定間隔で変化させ、包絡線検波器１０７から入力される電圧値が最小となる変調振幅を決定し、その変調振幅で変調するように偏波変調器１０３を制御する。また、制御器１０８は内部に記憶部を有しており、所定の変調振幅に設定するために偏波変調器１０３に印加する電圧値などの制御値を記憶している。
The
制御器１０８が実行する偏波変調振幅制御処理について、図２に示すフローチャートに沿って説明する。偏波変調振幅制御処理は、電源投入時の初期設定時、又は定期的なメンテナンス時等に実行される。
The polarization modulation amplitude control process executed by the
まず、偏波変調器１０３を所定の変調振幅に設定するための制御値を読み込む。ここでは偏波変調器１０３に印可する振幅制御電圧Ｖ０〜Ｖｎ（ｎは自然数）を読み込む（ステップＳ１０１）。そして、振幅制御電圧の識別番号ｍ（ｍ＝０〜ｎ）を０に初期化する（ステップＳ１０２）。
First, a control value for setting the
振幅制御電圧Ｖｍを偏波変調器１０３に対して出力する（ステップＳ１０３）。偏波変調器１０３は、振幅制御電圧Ｖｍに対応する変調振幅となる。その後、偏波変調器１０３の出力光が光帯域フィルタ１０４を透過し光分波器１０５で分岐されたモニタ光の光強度を、光電変換器１０６で光電変換した電圧に対して、包絡線検波器１０７で包絡線検波を行い、包絡線検波器１０７の出力Ｐｐｅａｋを取得する。具体的には、モニタ光を光電変換器１０６で光電変換した電圧値の、所定時間における最大値を取得する（ステップＳ１０４）。
It outputs an amplitude control voltage V m relative to the polarization modulator 103 (step S103).
次にｍの値を１増加した後に（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０３〜１０５の処理を、ｍ＞ｎとなる（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）まで繰り返す。ｍ＝０〜ｎについて、Ｐｐｅａｋを測定した結果を比較し、Ｐｐｅａｋが最小となるＶｍ＝Ｖｍ０を決定する（ステップＳ１０７）。その後偏波変調器１０３に対してＶｍ０を出力する（ステップＳ１０８）。 Next, after increasing the value of m by 1 (step S105), the processing of steps S103 to S105 is repeated until m> n is satisfied (step S106: Yes). The results of measuring P peak for m = 0 to n are compared, and V m = V m0 that minimizes P peak is determined (step S107). Thereafter, V m0 is output to the polarization modulator 103 (step S108).
以上のように構成された光送信機１の動作について説明する。
The operation of the
光源１０１から出力された単一直線偏波光は、データ変調器１０２において送信データでＲＺ−ＢＰＳＫ方式又はＣＳＲＺ−ＢＰＳＫ方式で位相変調される。データ変調器１０２で変調された位相変調光は、偏光方向が偏波変調器１０３の光学軸の一方に対して４５度傾いた状態で、偏波変調器１０３に入力される。
The single linearly polarized light output from the
図３（ｂ）に示すように、偏波変調器１０３の光学軸ｘ’軸、ｙ’軸に対して４５度傾いたｘ軸、ｙ軸を定義する。変調振幅θがπであるとき偏波変調器１０３は直交する２偏波を出力するため、例えば、出力される２偏波のうち１つの偏波が直線ｙ偏波であれば、もう一つの偏波は直線ｘ偏波となる。一方、変調振幅がπでない場合は偏波変調器１０３から出力される２偏波は直交しないため、例えば、２偏波のうち１つの偏波が直線y偏波であれば、もう一つの偏波は直線ｘ偏波と直線ｙ偏波の両方を含んだものとなる。
As shown in FIG. 3B, the x-axis and y-axis inclined 45 degrees with respect to the optical axis x′-axis and y′-axis of the
まず、偏波変調器１０３の変調振幅がπである場合について考察する。図３（ａ）は、偏波変調器１０３の入力光のｘ’成分とｙ’成分の各偏波成分の強度を示している。図３（ｃ）、（ｄ）は、偏波変調器１０３が出力する２偏波のうち片方が、直線ｙ偏波となっている場合を示している。
First, consider a case where the modulation amplitude of the
偏波変調器１０３の変調振幅がπであるとき、図３（ａ）に示すような各偏波成分を有する光が入力されると、偏波変調器１０３は、図３（ｃ）に示すように１パルス毎にｙ偏波、ｘ偏波と交互に切り替わった偏波変調光を出力する。偏波変調後は直交する偏波となっているため、隣接パルス間での干渉は生じない。
When the modulation amplitude of the
図３（ｃ）に示すような偏波変調光が光帯域フィルタ１０４に入力されると、波長の帯域制限を受けるため、光帯域フィルタ１０４からは、図３（ｄ）に示すような、パルスの時間方向の幅が長くなった光が出力される。
When polarization-modulated light as shown in FIG. 3C is input to the
図３（ｄ）に示すような帯域制限を受けた偏波変調光を光分波器１０５で分波したものを光電変換器１０６で光電変換すると、図３（ｅ）の実線に示すように、全偏波の光強度に対応した電圧が出力される。ここでは、ｘ偏波とｙ偏波の強度の和に対応した電圧が出力される。光電変換器１０６の出力を包絡線検波器１０７で包絡線検波すると、図３（ｅ）の実線のパルスピークに対応した電圧値（図３（ｅ）の破線）が得られる。
When the polarization-modulated light subjected to band limitation as shown in FIG. 3D is demultiplexed by the
次に、偏波変調器１０３の変調振幅がπでないときについて考察する。図３（ｆ）、（ｇ）は、偏波変調器１０３が出力する２偏波のうち片方が、直線y偏波となっている場合を示している。変調振幅がπでないとき、図３（ａ）に示すような偏波成分を有する光が入力されたとき、偏波変調器１０３は、図３（ｆ）に示すように１パルス毎に２偏波交互に切り替わった偏波変調光を出力する。ここで、一方の偏波がｙ偏波の場合、他方は、ｘ偏波とy偏波を含んだ偏波となる。
Next, consider the case where the modulation amplitude of the
図３（ｆ）に示すような偏波変調光が光帯域フィルタ１０４に入力されると、波長の帯域制限を受けるため、光帯域フィルタ１０４からは、図３（ｇ）に示すような、パルスの時間方向の幅が長くなった光が出力される。このとき、２つの偏波の一方の偏波がｙ偏波であり、他方は、ｘ偏波とy偏波を含んだ偏波であるため、帯域制限によりパルスの時間方向の幅が長くなると、隣接するパルス同士で干渉が生じる。
When polarization-modulated light as shown in FIG. 3 (f) is input to the
図３（ｇ）に示すような帯域制限を受けた偏波変調光を光分波器１０５で分波したものを光電変換器１０６で光電変換すると、図３（ｈ）の実線に示すように、全偏波の光強度に応じた電圧が出力される。光電変換器１０６の出力を包絡線検波器１０７で包絡線検波すると、図３（ｈ）の実線のピークに対応した電圧値（図３（ｈ）の破線）が得られる。
When the polarization-modulated light subjected to the band limitation as shown in FIG. 3G is demultiplexed by the
ここで、図３（ｈ）の実線に示す全偏波の光強度において、ｙ偏波の光強度は符号間干渉の結果によって変動する。その結果、包絡線検波出力は、符号間干渉による最大の干渉強度となる。 Here, in the light intensity of all polarized waves shown by the solid line in FIG. 3 (h), the light intensity of y-polarized light varies depending on the result of intersymbol interference. As a result, the envelope detection output becomes the maximum interference intensity due to intersymbol interference.
図４は、偏波変調器１０３の変調振幅を変えたときの包絡線検波器１０７の出力Ｐｐｅａｋの変化を示す。図４に示すように、偏波変調器１０３の変調振幅がπであるときに包絡線検波器１０７の出力Ｐｐｅａｋは最小となる。したがって、包絡線検波器１０７の出力Ｐｐｅａｋが最小となるように偏波変調器１０３の変調振幅を決定し、その変調振幅で変調するように偏波変調器１０３を制御することで、偏波変調器１０３の出力を略直交する２偏波にすることができる。その結果、光送信機１が送信する光信号の伝送特性の劣化を軽減することができる。
FIG. 4 shows a change in the output P peak of the
以上説明したように、本実施の形態によれば、データ変調器１０２でＲＺ−ＢＰＳＫ方式またはＣＳＲＺ−ＢＰＳＫ方式で位相変調した位相変調光を、偏波変調器１０３で偏波変調して、得られた２偏波に交互に切り替わる偏波変調光を光帯域フィルタ１０４で帯域制限し、帯域制限された偏波変調光を光電変換器１０６で光電変換した電圧を包絡線検波して、包絡線検波した電圧値が最小となる時の偏波変調器１０３の変調振幅を決定し、その変調振幅で偏波変調器１０３を動作させることとした。これにより、偏波変調器１０３の出力を偏光子等の光学素子を用いて観測することなく、偏波変調器１０３の変調振幅を最適化して、光送信機１が送信する光信号の伝送特性の劣化を防ぐことができる。
As described above, according to the present embodiment, the phase-modulated light phase-modulated by the data modulator 102 by the RZ-BPSK method or the CSRZ-BPSK method is polarized by the
実施の形態２．
本発明の実施の形態２における光通信システムは実施の形態１の構成と同様である。本実施の形態に係る光送信機２は、図５に示すように、光源１０１、データ変調器２０２、偏波変調器１０３、光帯域フィルタ１０４、光分波器１０５、光電変換器１０６、ローパスフィルタ（Low Pass Filter：ＬＰＦ）２０７、制御器２０８を備える。光源１０１、偏波変調器１０３、光帯域フィルタ１０４、光分波器１０５、光電変換器１０６の機能及び構成は、実施の形態１と同様である。
The optical communication system according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as that of the first embodiment. As shown in FIG. 5, the
データ変調器２０２は、光源１０１から入力されたＣＷ光に送信データで位相変調する位相変調器である。本実施の形態では、ＲＺ−ＢＰＳＫ方式で位相変調する。
The data modulator 202 is a phase modulator that modulates the phase of the CW light input from the
データ変調器２０２は、例えば、光源１０１から入力されるＣＷ光から、光送信機２の内部で生成するクロック信号等に基づいて、ＲＺ信号を生成し、その後、ＲＺ信号に対して、送信データでＢＰＳＫ変調を行い、位相変調光を出力する。ここでデータ変調器２０２は、光源１０１の偏波状態を保持するため、データ変調器２０２から出力する位相変調光は、単一直線偏波光である。
For example, the data modulator 202 generates an RZ signal from CW light input from the
ローパスフィルタ２０７は、入力される電圧のうち所定の周波数帯域以下の信号を透過させる電気フィルタである。言い換えると、ローパスフィルタ２０７は、所定時間の電圧を積分する機能を有するため、ローパスフィルタ２０７は、光電変換器１０６から入力される電圧の所定の時間における平均値である時間平均強度に相当する電圧値を出力する。
The low-
制御器２０８は、ローパスフィルタ２０７から入力される電圧に基づいて、偏波変調器１０３の変調振幅を最適化する処理を実行する。具体的には、偏波変調器１０３の変調振幅を所定間隔で変化させ、ローパスフィルタ２０７から入力される電圧の時間平均強度が最小となる変調振幅を決定し、その変調振幅で変調するように偏波変調器１０３を制御する。
The
制御器２０８が実行する偏波変調振幅制御処理について、実施の形態１とほぼ同様であるが、図２に示すフローチャートのステップＳ１０４、ステップＳ１０７の処理が異なる。ステップＳ１０４で、ローパスフィルタ２０７が出力する、電圧の時間平均強度を取得し、ステップＳ１０７で、時間平均強度が最小となるＶｍ０を決定する。
The polarization modulation amplitude control process executed by the
偏波変調器１０３の出力光が直交する２偏波となる場合に、ローパスフィルタ２０７の出力が最小となることを説明する。
It will be described that the output of the low-
データ変調器２０２は、ＲＺ−ＢＰＳＫ方式で位相変調する位相変調器であるため、理想的なデータ変調器２０２の出力光はＲＺ変調のみされた光を含まない。しかし、実際のデータ変調器２０２はＲＺ変調器とＢＰＳＫ変調器から構成され、ＢＰＳＫ変調器の製造誤差・制御誤差によりＲＺ変調のみされた光が含まれる。
Since the data modulator 202 is a phase modulator that performs phase modulation by the RZ-BPSK method, the ideal output light of the data modulator 202 does not include light that has undergone only RZ modulation. However, the
まず、理想的なＲＺ−ＢＰＳＫ方式の位相変調光を偏波変調器１０３に入力した場合について説明する。
First, a case where ideal RZ-BPSK phase modulated light is input to the
偏波変調器１０３の出力光の強度を、偏波変調器１０３の光学軸方向の２つの直線偏光成分に分けて計算する。この場合２つの偏波は直交しているため、全偏波の光強度は各偏波成分の強度の和となる。
The intensity of the output light from the
偏波変調器１０３の入力光は、偏波変調器１０３の光学軸に対して４５度傾いた単一直線偏波の光であるため、２つの光学軸に合わせたｘ’軸とｙ’軸を定義したときの入力光のｘ’成分とｙ’成分の振幅は、入力光の振幅を１／√２倍した振幅となる。偏波変調器１０３は一方の偏波成分に対して位相差を与える変調を行うため、ここではｙ’成分に対し位相差を与えた場合について説明する。
Since the input light of the
ｘ’成分は、位相差θを与える変調を受けないため、ｘ’成分の平均強度は位相差θに依存しない。一方、ｙ’成分は位相差θを与える変調を受けるため、ｙ’成分の平均強度は位相差θに依存する値となる。例えば、入力光のｘ’成分とｙ’成分の振幅が、符号［０］と［１］に対して、式（１）に示す値である場合は、偏波変調後の出力光は、式（１）と式（２）で表される振幅を交互に繰り返す。ここで、Ａは実数である。 Since the x ′ component is not subjected to the modulation that gives the phase difference θ, the average intensity of the x ′ component does not depend on the phase difference θ. On the other hand, since the y ′ component undergoes modulation that gives a phase difference θ, the average intensity of the y ′ component becomes a value that depends on the phase difference θ. For example, when the amplitudes of the x ′ component and the y ′ component of the input light are the values shown in Equation (1) with respect to the codes [0] and [1], the output light after polarization modulation is The amplitudes represented by (1) and (2) are alternately repeated. Here, A is a real number.
つまり、偏波変調後の出力光をコンスタレーションで表すと、図６に示すように、パルス列Ｐ７０１に対して、コンスタレーションＣ７０２、Ｃ７０３で表す状態を交互に繰り返す。 That is, when the output light after polarization modulation is represented by a constellation, the states represented by constellations C702 and C703 are alternately repeated with respect to the pulse train P701 as shown in FIG.
上記のような偏波変調光を、光帯域フィルタ１０４で帯域制限を行うと、前後のパルス間で干渉が生じる。式（１）と（２）で示される出力光の平均干渉強度は、干渉する組み合わせが４通り（２の２乗）であるから、式（３）に比例する値となる。
When band limiting is performed on the polarization-modulated light as described above by the
式（３）は位相差θに依存しない値であるため、平均干渉強度は、位相差θに依存しない。したがって、理想的なＲＺ−ＢＰＳＫ方式で位相変調された光を偏波変調器１０３で偏波変調した場合、偏波変調器１０３の出力を帯域制限したときの平均強度は変調振幅に依存しないと言える。
Since Equation (3) is a value that does not depend on the phase difference θ, the average interference intensity does not depend on the phase difference θ. Therefore, when light that is phase-modulated by the ideal RZ-BPSK method is polarization-modulated by the
次に、ＲＺ変調の位相変調光のみが偏波変調器１０３に入力した場合について説明する。
Next, a case where only RZ-modulated phase modulated light is input to the
理想的なＲＺ−ＢＰＳＫ方式の位相変調の場合と同様に、ｘ’成分は、位相差θを与える変調を受けないため、ｘ’成分の平均強度は位相差θに依存しない。一方、ｙ’成分は位相差θを与える変調を受けるため、ｙ’成分の平均強度は位相差θに依存する値となる。 As in the case of ideal RZ-BPSK phase modulation, the x ′ component is not subjected to modulation that gives a phase difference θ, and therefore the average intensity of the x ′ component does not depend on the phase difference θ. On the other hand, since the y ′ component undergoes modulation that gives a phase difference θ, the average intensity of the y ′ component becomes a value that depends on the phase difference θ.
ＲＺ変調された光を偏波変調器１０３で偏波変調した後の位相は、位相差θが交互に与えられるため、偏波変調後の出力光は、図７に示すように、パルス列Ｐ８０１に対して、コンスタレーションＣ８０２、Ｃ８０３で表す状態を交互に繰り返した状態となる。
Since the phase after the polarization modulation of the RZ-modulated light by the
上記のような偏波変調光を、光帯域フィルタ１０４で帯域制限を行うと、前後のパルス間で干渉が生じる。前後のパルス間には常に位相差θがあるため、位相差θがπであるときに干渉後の平均強度が最小となる。
When band limiting is performed on the polarization-modulated light as described above by the
以上より、理想的なＲＺ−ＢＰＳＫ方式で位相変調した位相変調光が偏波変調された場合は平均強度が変調振幅に依存せず、ＲＺ変調の位相変調光が偏波変調された場合は、変調振幅がπである場合に最小となる。したがって、偏波変調器１０３の出力光を帯域制限したときの平均強度は、偏波変調器１０３の変調振幅が最適値πである場合に最小となる。
From the above, when the phase-modulated light phase-modulated by the ideal RZ-BPSK method is polarization-modulated, the average intensity does not depend on the modulation amplitude, and when the phase-modulated light of RZ modulation is polarization-modulated, Minimum when the modulation amplitude is π. Therefore, the average intensity when the output light of the
図８は、偏波変調器１０３の変調振幅を変えたときのローパスフィルタ２０７の出力である平均強度の変化を示す。計算条件として、ＢＰＳＫ変調器の出力における２つのシンボルの振幅は、コンスタレーションＣ７０５、Ｃ７０６に示した状態となる振幅とした。図８から明らかなように、偏波変調器１０３の変調振幅がπであるときにローパスフィルタ２０７の出力は最小となる。
FIG. 8 shows a change in average intensity that is an output of the low-
つまり、偏波変調器１０３の出力光が光帯域フィルタ１０４で帯域制限され、光分波器１０５で分波され、光電変換器１０６で光電変換された電圧を、ローパスフィルタ２０７で平均化した電圧値は、偏波変調器１０３の変調振幅が最適値πである場合に最小となる。よって、制御器２０８は、ローパスフィルタ２０７の出力電圧が最小となるときの変調振幅を判別し、その変調振幅で変調するように偏波変調器１０３を制御することで、偏波変調器１０３の出力を略直交する２偏波にすることができる。その結果、光送信機２が送信する光信号の伝送特性の劣化を軽減することができる。
That is, the output light of the
ここで、実際のデータ変調器２０２はＲＺ変調器とＢＰＳＫ変調器から構成され、ＢＰＳＫ変調器の製造誤差・制御誤差によりＲＺ変調のみされた光が含まれる。ＢＰＳＫ変調器を制御し、２つのシンボルの位相差または振幅をずらすことで、データ変調器２０２出力のＲＺ変調の光の成分を増やすことができる。これにより、偏波変調器１０３の変調振幅に依存した平均強度の変動を大きくして、より正確に最適の変調振幅を判別することも可能である。
Here, the
以上説明したように、本実施の形態によれば、データ変調器２０２でＲＺ−ＢＰＳＫ方式で位相変調した位相変調光を、偏波変調器１０３で偏波変調して、得られた２偏波に交互に切り替わる偏波変調光を光帯域フィルタ１０４で帯域制限し、帯域制限された偏波変調光を光電変換器１０６で光電変換した電圧をローパスフィルタ２０７により時間平均し、平均強度が最小となる時の偏波変調器１０３の変調振幅を判別し、その変調振幅で偏波変調器１０３を動作させることとした。これにより、偏波変調器１０３の出力を偏光子等の光学素子を用いて観測することなく、偏波変調器１０３の変調振幅を最適化して、光送信機２が送信する、ＲＺ−ＢＰＳＫ方式で位相変調した光信号の伝送特性の劣化を防ぐことができる。
As described above, according to the present embodiment, phase modulation light that has been phase-modulated by the data modulator 202 using the RZ-BPSK method is polarization-modulated by the
実施の形態３．
本発明の実施の形態３における光通信システムは実施の形態１の構成と同様である。また、本実施の形態に係る光送信機２は、実施の形態２の構成と同様である。データ変調器２０２の変調方式が、実施の形態２では、２値の位相変調であるＲＺ−ＢＰＳＫ方式であったのに対し、本実施の形態では、Ｍ値の位相変調である、ＲＺ−ＭＰＳＫ（Return to Zero-M-array Phase Shift Keying：ゼロ復帰Ｍ値位相変調）方式、又は、Ｍ値のＱＡＭ変調である、ＲＺ−ＭＱＡＭ（Return to Zero-M-Array Quadrature Amplitude Modulation：ゼロ復帰Ｍ値直角位相振幅変調）方式である点が異なる。
The optical communication system according to
制御器２０８は、ローパスフィルタ２０７から入力される電圧に基づいて、偏波変調器１０３の変調振幅を最適化するために、実施の形態２と同様の偏波変調振幅制御処理を実行する。具体的には、偏波変調器１０３の変調振幅を所定間隔で変化させ、ローパスフィルタ２０７から入力される電圧の時間平均強度が最小となる変調振幅を決定し、その変調振幅で変調するように偏波変調器１０３を制御する。
The
実施の形態２のＲＺ−ＢＰＳＫ方式の場合と同様に、偏波変調器１０３の出力光が直交する２偏波となる場合に、ローパスフィルタ２０７の出力が最小となることを利用する。まず、理想的なＲＺ−ＭＰＳＫ方式又はＲＺ−ＭＱＡＭ方式の位相変調光を偏波変調器１０３に入力した場合も、偏波変調器１０３の出力を帯域制限したときの平均強度は変調振幅に依存しないことを説明する。
As in the case of the RZ-BPSK system of the second embodiment, the fact that the output of the low-
偏波変調器１０３の出力光の強度を、偏波変調器１０３の光学軸方向の２つの直線偏光成分に分けて計算する。この場合２つの偏波は直交しているため、全偏波の光強度は各偏波成分の強度の和となる。
The intensity of the output light from the
偏波変調器１０３の入力光は、偏波変調器１０３の光学軸に対して４５度傾いた単一直線偏波の光であるため、２つの光学軸に合わせたｘ’軸とｙ’軸を定義したときの入力光のｘ’成分とｙ’成分の振幅は、入力光の振幅を１／√２倍した振幅となる。偏波変調器１０３は一方の偏波成分に対して位相差を与える変調を行うため、ここではｙ’成分に対し位相差を与えた場合について説明する。
Since the input light of the
ｘ’成分は、位相差θを与える変調を受けないため、ｘ’成分の平均強度は位相差θに依存しない。一方、ｙ’成分は位相差θを与える変調を受けるため、ｙ’成分の平均強度は位相差θに依存する値となる。 Since the x ′ component is not subjected to the modulation that gives the phase difference θ, the average intensity of the x ′ component does not depend on the phase difference θ. On the other hand, since the y ′ component undergoes modulation that gives a phase difference θ, the average intensity of the y ′ component becomes a value that depends on the phase difference θ.
ＭＰＳＫ方式及びＭＱＡＭ方式におけるシンボルの配置は、Ｍ＝１６のときの例である図９に示すように、シンボルの重心がＩＱ平面（複素平面）の原点になるように配置されている。つまり、各符号の値を、Ａ１、Ａ２、・・・ＡＭとすると、式（４）のように表される。 The symbols in the MPSK system and the MQAM system are arranged such that the center of gravity of the symbol is the origin of the IQ plane (complex plane) as shown in FIG. 9 which is an example when M = 16. That is, when the value of each code is A 1 , A 2 ,..., A M , it is expressed as Expression (4).
理想的なＲＺ−ＭＰＡＫ方式又はＲＺ−ＭＱＡＭ方式で変調した位相変調光を偏波変調した光を、光帯域フィルタ１０４で帯域制限を行うと、実施の形態２の理想的なＲＺ−ＢＰＳＫ方式の場合と同様に、前後のパルス間で干渉が生じる。この時の干渉する組み合わせは（Ｍ＾２）通りであり、平均干渉強度は、式（５）に比例する値となる。式（５）において、＊は複素共役を示す。
When band limiting is performed by the
式（５）は位相差θに依存しない値であるため、平均干渉強度は、位相差θに依存しない。したがって、理想的なＲＺ−ＭＰＳＫ方式又はＲＺ−ＭＱＡＭ方式で位相変調された光を偏波変調器１０３で偏波変調した場合、偏波変調器１０３の出力を帯域制限したときの平均強度は変調振幅に依存しないと言える。
Since Equation (5) is a value that does not depend on the phase difference θ, the average interference intensity does not depend on the phase difference θ. Therefore, when light modulated by an ideal RZ-MPSK system or RZ-MQAM system is subjected to polarization modulation by the
したがって、ＲＺ−ＢＰＳＫ方式の場合と同様にθに依存するＲＺ変調された光のみを考慮すればよい。つまり、偏波変調器１０３の変調振幅を所定間隔で変化させ、ローパスフィルタ２０７から入力される電圧の時間平均強度が最小となる変調振幅を決定し、その変調振幅で変調するように偏波変調器１０３を制御する。
Therefore, only RZ-modulated light that depends on θ needs to be considered, as in the case of the RZ-BPSK system. That is, the modulation amplitude of the
ここで、実際のデータ変調器２０２はＲＺ変調器と、ＭＰＳＫ変調器又はＭＱＡＭ変調器と、から構成され、ＭＰＳＫ変調器又はＭＱＡＭ変調器の製造誤差・制御誤差によりＲＺ変調のみされた光が含まれる。ＭＰＳＫ変調器又はＭＱＡＭ変調器を制御し、２つのシンボルの位相差または振幅をずらすことで、データ変調器２０２出力のＲＺ変調の光の成分を増やすことができる。これにより、偏波変調器１０３の変調振幅に依存した平均強度の変動を大きくして、より正確に最適の変調振幅を判別することも可能である。
Here, the
以上説明したように、本実施の形態によれば、データ変調器２０２でＲＺ−ＭＰＳＫ方式又はＲＺ−ＭＱＡＭ方式で位相変調した位相変調光を、偏波変調器１０３で偏波変調して、得られた２偏波に交互に切り替わる偏波変調光を光帯域フィルタ１０４で帯域制限し、帯域制限された偏波変調光を光電変換器１０６で光電変換した電圧をローパスフィルタ２０７により時間平均し、平均強度が最小となる時の偏波変調器１０３の変調振幅を判別し、その変調振幅で偏波変調器１０３を動作させることとした。これにより、偏波変調器１０３の出力を偏光子等の光学素子を用いて観測することなく、偏波変調器１０３の変調振幅を最適化して、光送信機２が送信する、ＲＺ−ＭＰＳＫ方式又はＲＺ−ＭＱＡＭ方式で位相変調した光信号の伝送特性の劣化を防ぐことができる。
As described above, according to the present embodiment, the phase-modulated light phase-modulated by the data modulator 202 using the RZ-MPSK system or the RZ-MQAM system is polarized by the
実施の形態４．
本発明の実施の形態４における光通信システムは実施の形態１の構成と同様である。また、本実施の形態に係る光送信機２は、実施の形態２、３の構成と同様である。データ変調器２０２の変調方式が、ＣＳＲＺ−ＭＰＳＫ（Carrier Suppressed Return to Zero - M-array Phase Shift Keying）方式又はＣＳＲＺ−ＭＱＡＭ（Carrier Suppressed Return to Zero - M-array Quadrature Amplitude Modulation）方式である点が異なる。
The optical communication system according to
制御器２０８は、ローパスフィルタ２０７から入力される電圧に基づいて、偏波変調器１０３の変調振幅を最適化する処理を実行する。具体的には、偏波変調器１０３の変調振幅を所定間隔で変化させ、ローパスフィルタ２０７から入力される電圧の時間平均強度が最大となる変調振幅を決定し、その変調振幅で変調するように偏波変調器１０３を制御する。
The
制御器２０８が実行する偏波変調振幅制御処理について、実施の形態１とほぼ同様であるが、図２に示すフローチャートのステップＳ１０４、ステップＳ１０７の処理が異なる。ステップＳ１０４で、ローパスフィルタ２０７が出力する、電圧の時間平均強度を取得し、ステップＳ１０７で、時間平均強度が最大となるＶｍ０を決定する。
The polarization modulation amplitude control process executed by the
偏波変調器１０３の出力光が直交する２偏波となる場合に、ローパスフィルタ２０７の出力が最大となることを説明する。
It will be described that the output of the low-
データ変調器２０２は、ＣＳＲＺ−ＭＰＳＫ方式又はＣＳＲＺ−ＭＱＡＭ方式で位相変調する位相変調器であるため、理想的なデータ変調器２０２の出力光はＣＳＲＺ変調のみされた光を含まない。しかし、実際のデータ変調器２０２はＣＳＲＺ変調器と、ＭＰＳＫ変調器又はＭＱＡＭ変調器と、から構成され、ＭＰＳＫ変調器又はＭＱＡＭ変調器の製造誤差・制御誤差によりＣＳＲＺ変調のみされた光が含まれる。
Since the data modulator 202 is a phase modulator that performs phase modulation by the CSRZ-MPSK method or the CSRZ-MQAM method, the output light of the
理想的なＣＳＲＺ−ＭＰＳＫ方式又はＣＳＲＺ−ＭＱＡＭ方式で位相変調した位相変調光を偏波変調器１０３に入力した場合は、偏波変調後の出力光のコンスタレーションは、実施の形態３のＲＺ−ＭＰＳＫ方式又はＲＺ−ＭＱＡＭ方式の位相変調の場合と同じであるため、偏波変調器１０３の平均干渉強度は、位相差θに依存しない。つまり、理想的なＣＳＲＺ−ＭＰＳＫ方式又はＣＳＲＺ−ＭＱＡＭ方式で位相変調された光を偏波変調器１０３で偏波変調し、偏波変調器１０３の出力を帯域制限したときの平均強度は変調振幅に依存しない。
When phase modulated light phase-modulated by an ideal CSRZ-MPSK system or CSRZ-MQAM system is input to the
一方、ＣＳＲＺ変調の位相変調光のみが偏波変調器１０３に入力した場合は実施の形態２、３と異なる。
On the other hand, when only CSRZ-modulated phase-modulated light is input to the
ＣＳＲＺ変調の位相変調光のｘ’成分は、偏波変調器１０３で位相差θを与える変調を受けないため、ｘ’成分の平均強度は位相差θに依存しない。
Since the x ′ component of the phase-modulated light of CSRZ modulation is not subjected to the modulation that gives the phase difference θ by the
一方、ｙ’成分は位相差θを与える変調を受けるため、ｙ’成分の平均強度は位相差θに依存する値となる。また、ＣＳＲＺ変調された光は隣接パルス間で位相差がπあるため、変調後の位相は、位相差θ＋πが交互に与えられる状態となる。そのため、変調後のコンスタレーションは図１０に示すように、パルス列Ｐ９０１に対して、コンスタレーションＣ９０２、Ｃ９０３で表す状態を交互に繰り返した状態となる。 On the other hand, since the y ′ component undergoes modulation that gives a phase difference θ, the average intensity of the y ′ component becomes a value that depends on the phase difference θ. Further, since the phase difference between adjacent pulses of the CSRZ modulated light is π, the phase after modulation is in a state where the phase difference θ + π is alternately given. Therefore, the modulated constellation is a state in which the states represented by constellations C902 and C903 are alternately repeated with respect to the pulse train P901 as shown in FIG.
上記のような偏波変調光を、光帯域フィルタ１０４で帯域制限を行うと、前後のパルス間で干渉が生じる。前後のパルス間には常に位相差θ＋πがあるため、位相差θがπであるときに干渉後の平均強度が最大となる。したがって、偏波変調器１０３の出力を帯域制限したときの平均強度は、偏波変調器１０３の変調振幅が最適であるπである場合に最大となる。
When band limiting is performed on the polarization-modulated light as described above by the
以上より、理想的なＣＳＲＺ−ＭＰＳＫ方式又はＣＳＲＺ−ＭＱＡＭ方式で位相変調した位相変調光が偏波変調された場合は平均強度が変調振幅に依存せず、ＣＳＲＺ変調の位相変調光が偏波変調された場合は、変調振幅が最適であるπである場合に最大となる。したがって、偏波変調器１０３の出力光を帯域制限したときの平均強度は、偏波変調器１０３の変調振幅が最適値πである場合に最大となる。
From the above, when the phase modulated light phase-modulated by the ideal CSRZ-MPSK system or CSRZ-MQAM system is polarization-modulated, the average intensity does not depend on the modulation amplitude, and the phase-modulated light of CSRZ modulation is polarization-modulated. In this case, the maximum value is obtained when the modulation amplitude is π which is optimum. Therefore, the average intensity when the output light of the
図１１は、偏波変調器１０３の変調振幅を変えたときのローパスフィルタ２０７の出力の変化を示す。計算条件として、ＢＰＳＫ変調器の出力における２つのシンボルの振幅は、コンスタレーションＣ９０５、Ｃ９０６に示した状態となる振幅とした。図１１から明らかなように、偏波変調器１０３の変調振幅がπであるときにローパスフィルタ２０７の出力は最大となる。
FIG. 11 shows changes in the output of the low-
つまり、偏波変調器１０３の出力光が光帯域フィルタ１０４で帯域制限され、光分波器１０５で分波され、光電変換器１０６で光電変換された電圧を、ローパスフィルタ２０７で時間平均した電圧値は、偏波変調器１０３の変調振幅が最適値πである場合に最大となる。よって、制御器２０８は、ローパスフィルタ２０７の出力電圧が最大となるときの変調振幅を判別し、その変調振幅で変調するように偏波変調器１０３を制御することで、偏波変調器１０３の出力を略直交する２偏波にすることができる。その結果、光送信機２が送信する光信号の伝送特性の劣化を軽減することができる。
That is, the output light of the
ここで、実際のデータ変調器２０２はＣＳＲＺ変調器と、ＭＰＳＫ変調器又はＭＱＡＭ変調器と、から構成され、ＭＰＳＫ変調器又はＭＱＡＭ変調器の製造誤差・制御誤差によりＣＳＲＺ変調のみされた光が含まれる。ＭＰＳＫ変調器又はＭＱＡＭ変調器を制御し、２つのシンボルの位相差または振幅をずらすことで、データ変調器２０２出力のＣＳＲＺ変調の光の成分を増やすことができる。これにより、偏波変調器１０３の変調振幅に依存した平均強度の変動を大きくして、より正確に最適の変調振幅を判別することも可能である。
Here, the
以上説明したように、本実施の形態によれば、データ変調器２０２でＣＳＲＺ−ＭＰＳＫ方式又はＣＳＲＺ−ＭＱＡＭ方式で位相変調した位相変調光を、偏波変調器１０３で偏波変調して、得られた２偏波に交互に切り替わる偏波変調光を光帯域フィルタ１０４で帯域制限し、帯域制限された偏波変調光を光電変換器１０６で光電変換した電圧をローパスフィルタ２０７により時間平均し、平均強度が最大となる時の偏波変調器１０３の変調振幅を判別し、その変調振幅で偏波変調器１０３を動作させることとした。これにより、偏波変調器１０３の出力を偏光子等の光学素子を用いて観測することなく、偏波変調器１０３の変調振幅を最適化して、光送信機２が送信する、ＣＳＲＺ−ＭＰＳＫ方式又はＣＳＲＺ−ＭＱＡＭ方式で位相変調した光信号の伝送特性の劣化を防ぐことができる。
As described above, according to the present embodiment, the phase-modulated light phase-modulated by the data modulator 202 by the CSRZ-MPSK method or the CSRZ-MQAM method is polarized by the
このように本発明は、位相変調光を、シンボル毎に互いに異なる２偏波に交互に偏波変調し、偏波変調光を光帯域フィルタで予め定めた周波数帯域に帯域制限し、帯域制限した変調光の光強度を光電変換して得られた光強度に応じた電圧の、偏波変調器の変調振幅を変化させたときの変化に基づいて、偏波変調器が偏波変調する２偏波が略直交する変調振幅を判別し、当該変調振幅で変調するように偏波変調器を制御するようにした。これにより、偏波変調器出力の偏波状態を偏光子などの光学素子を用いて観測することなく、偏波変調器の変調振幅を最適化して、偏波多重伝送における伝送特性の劣化を防ぐことができる。 As described above, according to the present invention, the phase-modulated light is alternately polarization-modulated into two different polarizations for each symbol, and the polarization-modulated light is band-limited to a predetermined frequency band by the optical band-pass filter. Based on the change of the voltage according to the light intensity obtained by photoelectrically converting the light intensity of the modulated light when the modulation amplitude of the polarization modulator is changed, the polarization modulator is polarization-modulated. The modulation amplitude in which the waves are substantially orthogonal is discriminated, and the polarization modulator is controlled so as to modulate with the modulation amplitude. As a result, the polarization amplitude of the polarization modulator is optimized without observing the polarization state of the polarization modulator output using an optical element such as a polarizer, thereby preventing transmission characteristic deterioration in polarization multiplexing transmission. be able to.
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, the various change in the range which does not deviate from the summary of this invention is possible.
例えば、上記実施の形態において、光送信機１、２は、偏波変調器１０３と光分波器１０５の間に光帯域フィルタ１０４を接続した構成としたが、図１２に示すように光送信機３の光帯域フィルタ１０４を、光分波器１０５と光電変換器１０６の間に接続した構成としても良い。この構成でも、偏波変調器１０３の最適化した変調振幅を判別することができるとともに、光送信機３から、波長帯域制限されていない偏波変調光を出力することができる。
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態において、光送信器１〜３は、単一の波長の光信号を送信する構成について説明したが、複数の波長の光信号を波長多重して送信する構成でも良い。この場合、各波長の光を発光する光源１０１を複数有し、波長毎に図１、５、１２に示す構成を備え、各波長の光信号を合波して送信する。
Moreover, in the said embodiment, although the optical transmitters 1-3 demonstrated the structure which transmits the optical signal of a single wavelength, the structure which wavelength-multiplexes and transmits the optical signal of a several wavelength may be sufficient. In this case, a plurality of
また、実施の形態１において、データ変調機１０２で位相変調する変調方式が、２値の位相変調であるＲＺ−ＢＰＳＫ方式とＣＳＲＺ−ＢＰＳＫ方式の場合について説明したが、Ｍ値の位相変調である、ＲＺ−ＭＰＳＫ（Return to Zero - M-array Phase Shift Keying：ゼロ復帰Ｍ値位相変調）方式、ＣＳＲＺ−ＭＰＳＫ（Carrier Suppressed Return to Zero - M-array Phase Shift Keying：キャリア抑制型ゼロ復帰Ｍ値位相変調）方式、又は、Ｍ値のＱＡＭ変調である、ＲＺ−ＭＱＡＭ（Return to Zero - M-Array Quadrature Amplitude Modulation：ゼロ復帰Ｍ値直角位相振幅変調）方式、ＣＳＲＺ−ＭＱＡＭ（Carrier Suppressed Return to Zero - M-Array Quadrature Amplitude Modulation：キャリア抑圧型ゼロ復帰Ｍ値直角位相振幅変調）方式等の他の位相変調でもよい。これらの変調方式の場合も、偏波変調器１０３で偏波変調する時の１シンボル内の位相変調が変わるに過ぎないため、包絡線検波した結果は符号間干渉による最大の干渉強度を示している。よって、本発明の偏波変調器１０３の出力を帯域制限してから光電変換して包絡線を求める方法で同様に最適な変調振幅を判別することができる。
Further, in the first embodiment, the case where the modulation method for phase modulation by the data modulator 102 is the RZ-BPSK method and the CSRZ-BPSK method, which are binary phase modulations, has been described. , RZ-MPSK (Return to Zero-M-array Phase Shift Keying), CSRZ-MPSK (Carrier Suppressed Return to Zero-M-array Phase Shift Keying) RZ-MQAM (Return to Zero-M-Array Quadrature Amplitude Modulation) method, CSRZ-MQAM (Carrier Suppressed Return to Zero-) Other phase modulation such as an M-Array Quadrature Amplitude Modulation method may be used. Even in these modulation schemes, the phase modulation within one symbol at the time of polarization modulation by the
また、上記実施の形態において、光送信機１〜３内に光電変換器１０６、包絡線検波器１０７、ローパスフィルタ２０７、制御器１０８、２０８を搭載する形態について説明したが、光送信機１〜３の初期設定時やメンテナンス時等に、光電変換器１０６、包絡線検波器１０７、ローパスフィルタ２０７、制御器１０８、２０８の少なくとも一部を外部接続して偏波変調器１０３の変調振幅を調整する構成でも良い。また、包絡線検波器１０７の包絡線検波機能や、ローパスフィルタ２０７の時間平均機能や、制御器１０８、２０８の偏波変調振幅制御機能を、既存の情報端末でプログラムを実行することにより実現させるようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the form which mounts the
制御器１０８、２０８が偏波変調振幅制御処理を実行するためのプログラムや、上記の包絡線検波機能又は時間平均機能及び偏波変調振幅制御機能を実現するためのプログラムを既存の演算処理装置に適用することにより、当該演算処理装置を備えた光通信システム等を構成することも可能である。
A program for the
このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。 Such a program distribution method is arbitrary, for example, a computer-readable recording medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), an MO (Magneto Optical Disk), or a memory card. It may be stored and distributed in the network, or distributed via a communication network such as the Internet.
１，２，３ 光送信機、１０１ 光源、１０２，２０２ データ変調器、１０３ 偏波変調器、１０４ 光帯域フィルタ、１０５ 光分波器、１０６ 光電変換器、１０７ 包絡線検波器、１０８，２０８ 制御器、２０７ ローパスフィルタ 1, 2, 3 Optical transmitter, 101 Light source, 102, 202 Data modulator, 103 Polarization modulator, 104 Optical bandpass filter, 105 Optical demultiplexer, 106 Photoelectric converter, 107 Envelope detector, 108, 208 Controller, 207 Low-pass filter
Claims (11)
光源と、
前記光源からの光を送信データで位相変調するデータ変調器と、
前記データ変調器によって位相変調された位相変調光を、シンボル毎に互いに異なる２偏波に交互に偏波変調する偏波変調器と、
前記偏波変調器によって偏波変調された偏波変調光を、キャリア周波数を中心とした予め定めた帯域幅の周波数帯域に帯域制限した帯域制限変調光を出力する光帯域フィルタと、
前記光帯域フィルタから出力される前記帯域制限変調光の光強度を光電変換して前記光強度に応じた電圧を出力する光電変換器と、
前記偏波変調器の変調振幅を変化させたときの、前記光電変換器から出力される電圧の変化に基づいて、前記偏波変調器が偏波変調する２偏波が略直交する変調振幅を判別し、当該変調振幅で変調するように前記偏波変調器を制御する制御器と、
を備える光送信機。 An optical transmitter that transmits polarization-modulated light that is alternately polarization-modulated into phase-polarized light that is phase-modulated with transmission data and is substantially orthogonal to each other,
A light source;
A data modulator for phase modulating light from the light source with transmission data;
A polarization modulator that alternately modulates the phase-modulated light phase-modulated by the data modulator into two different polarizations for each symbol;
An optical bandpass filter that outputs band-limited modulated light obtained by band-limiting the polarization-modulated light that has been polarization-modulated by the polarization modulator to a predetermined frequency band centered on a carrier frequency;
A photoelectric converter that photoelectrically converts the light intensity of the band limited modulated light output from the optical band filter and outputs a voltage corresponding to the light intensity;
Based on the change in the voltage output from the photoelectric converter when the modulation amplitude of the polarization modulator is changed, the modulation amplitude in which the two polarizations that are polarized by the polarization modulator are approximately orthogonal to each other is obtained. A controller for determining and controlling the polarization modulator to modulate with the modulation amplitude;
An optical transmitter.
請求項１に記載の光送信機。 The controller changes the modulation amplitude of the polarization modulator, and the modulation amplitude when the detection output when the voltage output from the photoelectric converter is envelope detected for a predetermined time is minimized, It is determined that the two polarized waves have substantially orthogonal modulation amplitudes, and the polarization modulator is controlled so as to modulate with the modulation amplitudes.
The optical transmitter according to claim 1.
前記制御器は、前記偏波変調器の変調振幅を変化させて、前記光電変換器から出力される前記電圧の所定時間の平均強度が最小となるときの前記変調振幅が、２偏波が略直交する変調振幅であると判別して、当該変調振幅で変調するように前記偏波変調器を制御する、
請求項１に記載の光送信機。 The data modulator is a modulator that performs phase modulation of RZ-MPSK (Return to Zero-M-array Phase Shift Keying) or RZ-MQAM (Return to Zero-M-array Quadrature Amplitude Modulation),
The controller changes the modulation amplitude of the polarization modulator so that the modulation amplitude when the average intensity of the voltage output from the photoelectric converter for a predetermined time is minimized is approximately two polarizations. It is determined that the modulation amplitude is orthogonal, and the polarization modulator is controlled to modulate with the modulation amplitude.
The optical transmitter according to claim 1.
請求項３に記載の光送信機。 The phase-modulated light that is phase-modulated by the data modulator includes a signal component only for RZ modulation,
The optical transmitter according to claim 3.
前記制御器は、前記偏波変調器の変調振幅を変化させて、前記光電変換器から出力される前記電圧の所定時間の平均強度が最大となるときの前記変調振幅が、２偏波が略直交する変調振幅であると判別して、当該変調振幅で変調するように前記偏波変調器を制御する、
請求項１に記載の光送信機。 The data modulator is a modulator that performs phase modulation of CSRZ-MPSK (Carrier Suppressed Return to Zero-M-array Phase Shift Keying) or CSRZ-MQAM (Carrier Suppressed Return to Zero-M-array Quadrature Amplitude Modulation). Because
The controller changes the modulation amplitude of the polarization modulator, and the modulation amplitude when the average intensity of the voltage output from the photoelectric converter reaches a maximum for a predetermined time is approximately two polarizations. It is determined that the modulation amplitude is orthogonal, and the polarization modulator is controlled to modulate with the modulation amplitude.
The optical transmitter according to claim 1.
請求項５に記載の光送信機。 The phase-modulated light that is phase-modulated by the data modulator includes a signal component of only CSRZ modulation,
The optical transmitter according to claim 5.
前記制御器は、前記偏波変調器の変調振幅を変化させたときの前記ローパスフィルタの出力の変化に基づいて、２偏波が略直交する変調振幅を判別して、当該変調振幅で変調するように前記偏波変調器を制御する、
請求項３乃至６に記載の光送信機。 A low-pass filter that outputs a signal corresponding to an average intensity of the voltage output from the photoelectric converter for a predetermined time;
The controller discriminates a modulation amplitude at which two polarizations are substantially orthogonal based on a change in the output of the low-pass filter when the modulation amplitude of the polarization modulator is changed, and modulates with the modulation amplitude. To control the polarization modulator,
The optical transmitter according to claim 3.
前記光電変換器は、前記光分波器で分波され前記光帯域フィルタを透過した前記モニタ光、または、前記光帯域フィルタを透過して前記光分波器で分波された前記モニタ光の光強度を光電変換して前記光強度に応じた電圧を出力する、
請求項１乃至７に記載の光送信機。 An optical demultiplexer that demultiplexes the polarization-modulated light input to the optical band-pass filter or the band-limited modulated light output from the optical band-pass filter into transmission light and monitor light;
The photoelectric converter is configured to monitor the monitor light demultiplexed by the optical demultiplexer and transmitted through the optical bandpass filter, or the monitor light demultiplexed by the optical demultiplexer through the optical bandpass filter. Photoelectrically converting the light intensity and outputting a voltage according to the light intensity,
The optical transmitter according to claim 1.
光源からの光を送信データで位相変調するデータ変調ステップと、
前記データ変調ステップで位相変調された位相変調光を、シンボル毎に互いに異なる２偏波に交互に偏波変調する偏波変調ステップと、
前記偏波変調ステップで偏波変調された偏波変調光を、キャリア周波数を中心とした予め定めた帯域幅の周波数帯域に帯域制限した帯域制限変調光を出力する帯域制限変調光出力ステップと、
前記帯域制限変調光出力ステップで出力した前記帯域制限変調光の光強度を光電変換して前記光強度に応じた電圧を出力する光電変換ステップと、
前記偏波変調ステップの変調振幅を変化させたときの、前記光電変換ステップで出力した前記電圧の変化に基づいて、前記偏波変調ステップで偏波変調する２偏波が略直交する変調振幅を判別し、当該変調振幅で前記偏波変調ステップの偏波変調を実行する偏波変調制御ステップと、
を有する偏波変調方法。 A polarization modulation method performed by an optical transmitter that transmits polarization-modulated light that is alternately polarization-modulated into phase-polarized light that is phase-modulated with transmission data and is substantially orthogonal to each other,
A data modulation step for phase-modulating light from the light source with transmission data;
A polarization modulation step of alternately modulating the phase-modulated light phase-modulated in the data modulation step into two different polarizations for each symbol;
A band-limited modulated light output step for outputting a band-limited modulated light obtained by band-limiting the polarization-modulated light that has been polarization-modulated in the polarization modulation step to a frequency band of a predetermined bandwidth centered on a carrier frequency;
A photoelectric conversion step of photoelectrically converting the light intensity of the band limited modulated light output in the band limited modulated light output step and outputting a voltage corresponding to the light intensity;
Based on the change in the voltage output in the photoelectric conversion step when the modulation amplitude in the polarization modulation step is changed, the modulation amplitude in which the two polarized waves that are polarized in the polarization modulation step are substantially orthogonal to each other is obtained. A polarization modulation control step for determining and performing polarization modulation of the polarization modulation step with the modulation amplitude;
A polarization modulation method.
前記位相変調光を、偏波変調器でシンボル毎に互いに異なる２偏波に交互に偏波変調し、偏波変調された偏波変調光を、光帯域フィルタでキャリア周波数を中心とした予め定めた帯域幅の周波数帯域に帯域制限し、帯域制限された変調光の光強度を光電変換して前記光強度に応じて出力された電圧を取得する電圧取得部、
前記偏波変調器の変調振幅を変化させる変調振幅変化部、及び、
前記変調振幅変化部が前記偏波変調器の変調振幅を変化させたときの、前記電圧取得部が取得する前記電圧の変化に基づいて、前記偏波変調器が偏波変調する２偏波が略直交する変調振幅を判別し、当該変調振幅で変調するように前記偏波変調器を制御する偏波変調器制御部、
として機能させるプログラム。 A computer that controls an optical transmitter that transmits polarization-modulated light that is alternately polarized and modulated into two polarized waves that are substantially orthogonal to each other.
The phase-modulated light is alternately polarization-modulated into two different polarized waves for each symbol by a polarization modulator, and the polarization-modulated polarization-modulated light is predetermined with an optical bandpass filter centered on the carrier frequency. A voltage acquisition unit that limits the bandwidth to the frequency band of the obtained bandwidth, photoelectrically converts the light intensity of the band-limited modulated light, and acquires the voltage output according to the light intensity;
A modulation amplitude changing unit for changing the modulation amplitude of the polarization modulator; and
Based on the change in the voltage acquired by the voltage acquisition unit when the modulation amplitude change unit changes the modulation amplitude of the polarization modulator, two polarizations that are polarized by the polarization modulator are A polarization modulator control unit that determines a substantially perpendicular modulation amplitude and controls the polarization modulator so as to modulate with the modulation amplitude,
Program to function as.
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