JP2016206610A - Optical modulation circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信システムに応用可能な光変調回路に関する。 The present invention relates to an optical modulation circuit applicable to an optical communication system.
光信号の受信感度を向上し伝送距離を伸ばすため、無線伝送で用いられるような符号化変調を光伝送に応用する検討が進められている。符号化変調方式として、トレリス符号化変調が知られている（非特許文献１）。トレリス符号化変調は、畳み込み符号化で生じるパリティビット系列を変調多値数へ転化したものであり、１シンボルあたりＮビットの情報を伝送するに当たり２N+1値の変調方式を用いる。 In order to improve the reception sensitivity of optical signals and extend the transmission distance, studies are underway to apply coded modulation such as that used in wireless transmission to optical transmission. Trellis coding modulation is known as a coding modulation method (Non-Patent Document 1). Trellis coded modulation is a parity bit sequence generated by convolutional coding converted into a modulation multi-level number, and a 2 N + 1 value modulation scheme is used to transmit N bits of information per symbol.
非特許文献２に開示された光トレリス符号化変調は、２つのマッハツェンダ変調回路を並列に接続したネスト型マッハツェンダ変調器（ＩＱ変調器）を備える。 The optical trellis coded modulation disclosed in Non-Patent Document 2 includes a nested Mach-Zehnder modulator (IQ modulator) in which two Mach-Zehnder modulation circuits are connected in parallel.
非特許文献２の光トレリス符号化変調では、１シンボルあたり１ビットの情報を伝送するため、並列接続された２つのマッハツェンダ変調回路を駆動する必要があった。 In the optical trellis coded modulation of Non-Patent Document 2, since one bit of information is transmitted per symbol, it is necessary to drive two Mach-Zehnder modulation circuits connected in parallel.
本発明は、このような状況下においてなされたものであり、その目的は、１つのマッハツェンダ変調器によって１シンボルあたり１ビットの情報を伝送する光符号化変調を実現する光変調回路を提供することである。 The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to provide an optical modulation circuit that realizes optical encoding modulation in which 1-bit information is transmitted per symbol by one Mach-Zehnder modulator. It is.
上記の課題を解決するための発明は、データ信号に応じて駆動する２入力２出力の１つのマッハツェンダ変調部と、前記マッハツェンダ変調部の１本の出力に光学的に接続された１入力２出力の光分岐部と、前記光分岐部の第１の出力ポートと前記マッハツェンダ変調部の第２の入力ポートとに光学的に接続され、前記第１の出力ポートからの光信号を前記第２の入力ポートに帰還させるための帰還光路と、前記光分岐部の第２の出力ポートからの光信号と、前記マッハツェンダ変調部の第２の出力ポートからの光信号とを結合させる合成部とを含み、前記マッハツェンダ変調部の第１の入力ポートから、前記光分岐部の第１の出力ポートおよび前記帰還光路を介して、前記マッハツェンダ変調部の前記第２の入力ポートに至るまでの光路を伝搬する光信号の遅延時間は、前記データ信号のシンボル時間の自然数倍である。 In order to solve the above-mentioned problems, one Mach-Zehnder modulation unit having two inputs and two outputs driven in accordance with a data signal and one input and two outputs optically connected to one output of the Mach-Zehnder modulation unit The optical branching unit, the first output port of the optical branching unit, and the second input port of the Mach-Zehnder modulation unit, and optical signals from the first output port are connected to the second output port. A feedback optical path for returning to the input port; an optical signal from the second output port of the optical branching unit; and a combining unit for combining the optical signal from the second output port of the Mach-Zehnder modulation unit. An optical path from the first input port of the Mach-Zehnder modulation unit to the second input port of the Mach-Zehnder modulation unit via the first output port of the optical branching unit and the feedback optical path. The delay time of the transportable optical signal is a natural number times the symbol time of the data signal.
前記マッハツェンダ変調部は、前記シンボル時間において、前記遅延時間が付与される光信号がクロス経由で透過するように調整するようにしてもよい。 The Mach-Zehnder modulation unit may adjust so that the optical signal to which the delay time is applied passes through the cross in the symbol time.
前記合成部における前記光分岐部の第２の出力ポートからの光信号は、ｎ番目（ｎは自然数）の前記データ信号のデータ値に対応するＢＰＳＫ信号であり、前記合成部における前記マッハツェンダ変調部の第２の出力ポートからの光信号は、ｎ番目（ｎは自然数）の前記データ信号のデータ値と、ｎ−ｍ番目（ｍは自然数）の前記データ信号のデータ値との論理的排他値に対応するＢＰＳＫ信号であるようにしてもよい。 The optical signal from the second output port of the optical branching unit in the combining unit is a BPSK signal corresponding to the data value of the nth (n is a natural number) data signal, and the Mach-Zehnder modulating unit in the combining unit The optical signal from the second output port is a logical exclusive value of the data value of the nth (n is a natural number) data signal and the data value of the nmth (m is a natural number) data signal. May be a BPSK signal corresponding to.
前記合成部は、２つの前記光信号を同一の偏波状態または直交する偏波状態で合成するように構成するようにしてもよい。 The combining unit may be configured to combine the two optical signals in the same polarization state or orthogonal polarization states.
本発明によれば、１つのマッハツェンダ変調器によって１シンボルあたり１ビットの情報を伝送する光符号化変調を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize optical encoding modulation in which 1-bit information per symbol is transmitted by one Mach-Zehnder modulator.
以下、本発明の第１の実施形態である光変調回路１００について説明する。 Hereinafter, the light modulation circuit 100 according to the first embodiment of the present invention will be described.
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における光変調回路１００の構成例を示す図である。なお、図１では、簡略化のため、信号電極のみを示し、グランド電極は省略している。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical modulation circuit 100 according to the first embodiment. In FIG. 1, only the signal electrode is shown for the sake of simplicity, and the ground electrode is omitted.
図１において、光変調回路１００は、入力光信号ｄ１が入力するメイン入力ポート１０１と、マッハツェンダ変調部１１０と、光分岐部１２０と、帰還光路１３０と、光直交合成部１４０と、メイン出力ポート１０２とを備える。 In FIG. 1, an optical modulation circuit 100 includes a main input port 101 to which an input optical signal d1 is input, a Mach-Zehnder modulation unit 110, an optical branching unit 120, a feedback optical path 130, an optical orthogonal synthesis unit 140, and a main output port. 102.
マッハツェンダ変調部１１０は、入力側カプラとしての方向性結合器１１１及び出力側カプラとしての方向性結合器１１２を用いた２入力２出力のクロス・バースイッチ型構成となっている。マッハツェンダ変調部１１０は、メイン入力ポート１０１と光学的に接続される第１の入力ポート１１５と、第２の入力ポート１１６と、第１の出力ポート１１７と、第２の出力ポート１１８とを備える。第１の出力ポート１１７は、後述する光分岐部１２０に接続され、第２の出力ポート１１８は、後述する光直交合成部１４０に接続される。 The Mach-Zehnder modulation unit 110 has a two-input two-output cross bar switch type configuration using a directional coupler 111 as an input-side coupler and a directional coupler 112 as an output-side coupler. The Mach-Zehnder modulator 110 includes a first input port 115 optically connected to the main input port 101, a second input port 116, a first output port 117, and a second output port 118. . The first output port 117 is connected to an optical branching unit 120 described later, and the second output port 118 is connected to an optical orthogonal combining unit 140 described later.
また、マッハツェンダ変調部１１０は、データ信号ｄ３としての駆動信号電圧が印加される進行波型の変調電極１１３と、集中定数型のＤＣバイアス電極１１４とを備える。このＤＣバイアス電極１１４へのバイアス電圧によって、駆動信号電圧がゼロの状態において、マッハツェンダ変調部１１０のアーム間の位相差がπとなるよう調整可能となっている。終端器１５０は、変調電極１１３と接続され、変調電極１１３を伝搬するデータ信号ｄ３の反射を防止するようになっている。 The Mach-Zehnder modulator 110 includes a traveling wave type modulation electrode 113 to which a drive signal voltage as the data signal d3 is applied, and a lumped constant type DC bias electrode 114. The bias voltage to the DC bias electrode 114 can be adjusted so that the phase difference between the arms of the Mach-Zehnder modulator 110 becomes π when the drive signal voltage is zero. The terminator 150 is connected to the modulation electrode 113 and prevents reflection of the data signal d3 propagating through the modulation electrode 113.
ここで、変調電極１１３に加えられる駆動信号電圧をＶとし、マッハツェンダ変調部１１０の両アーム間の相対光位相をπ変化させる電圧（所謂、半波長電圧）をＶπとすると、データ信号ｄ３のデータ値が“０”の場合にはＶ＝Ｖπとなるバイナリ信号が与えられ、データ 値が“１”の場合にはＶ＝−Ｖπとなるバイナリ信号が与えられる。すなわち、マッハツェンダ変調部１１０は、一般的な２値位相変調（ＢＰＳＫ）モードで駆動される。 Here, when the drive signal voltage applied to the modulation electrode 113 is V, and the voltage (so-called half-wave voltage) that changes the relative optical phase between both arms of the Mach-Zehnder modulation unit π is V π , the data signal d3 If the data value is "0" is given a binary signal to be V = V π, if the data value is "1" is given the binary signal to be V = -V [pi. That is, the Mach-Zehnder modulation unit 110 is driven in a general binary phase modulation (BPSK) mode.
光分岐部１２０は、第１の出力ポート１２１と、第２の出力ポート１２２とを備える。光分岐部１２０に入力される光信号は、各出力ポート１２１，１２２へ出力される。この実施形態では、光分岐部１２０において、第１の出力ポート１２１から第２の出力ポート１２２への出力光の強度比は、１：１とする。 The optical branching unit 120 includes a first output port 121 and a second output port 122. The optical signal input to the optical branching unit 120 is output to the output ports 121 and 122. In this embodiment, in the optical branching unit 120, the intensity ratio of the output light from the first output port 121 to the second output port 122 is 1: 1.
光直交合成部１４０は、第１の入力ポート１４１と、第２の入力ポート１４２と、光位相調整部１４３とを備える。後述するように、位相調整部１４３によって、光信号の位相が調整され、光直交合成部１４０では、第１の入力ポート１４１を伝搬する光信号と、第２の入力ポート１４２を伝搬する光信号とが直交条件で結合され、メイン出力ポート１０２から出力光信号ｄ２が出力される。この実施形態では、光直交合成部１４０において、入力ポート１４１，１４２からの各光信号に対する結合比は、１：１とする。 The optical orthogonal synthesizer 140 includes a first input port 141, a second input port 142, and an optical phase adjuster 143. As will be described later, the phase of the optical signal is adjusted by the phase adjustment unit 143, and the optical signal that propagates through the first input port 141 and the optical signal that propagates through the second input port 142 are output by the optical orthogonal synthesis unit 140. Are coupled under the orthogonal condition, and the output optical signal d2 is output from the main output port 102. In this embodiment, in the optical orthogonal combiner 140, the coupling ratio for each optical signal from the input ports 141 and 142 is 1: 1.
光分岐部１２０の第１の出力ポート１２１は、帰還光路１３０を介して、マッハツェンダ変調部１１０の第２の入力ポート１１６に接続される。光分岐部１２０の第２の出力ポート１２２、及びマッハツェンダ変調部１１０の第２の出力ポート１１８は、それぞれ、光直交合成部１４０の第１の入力ポート１４１及び第２の入力ポート１４２に接続される。光直交合成部１４０の出力側は、メイン出力ポート１０２に接続される。 The first output port 121 of the optical branching unit 120 is connected to the second input port 116 of the Mach-Zehnder modulation unit 110 via the feedback optical path 130. The second output port 122 of the optical branching unit 120 and the second output port 118 of the Mach-Zehnder modulation unit 110 are connected to the first input port 141 and the second input port 142 of the optical orthogonal combining unit 140, respectively. The The output side of the optical orthogonal combining unit 140 is connected to the main output port 102.
マッハツェンダ変調部１１０の変調電極１１３は、シンボルレートＢ＝１／Ｔ（Ｔはシンボル周期）の２値データ信号により駆動される。マッハツェンダ変調部１１０は、１系統の２値データで駆動しているため、１シンボルあたり１ビットの情報伝送が行われることになる。 The modulation electrode 113 of the Mach-Zehnder modulation unit 110 is driven by a binary data signal having a symbol rate B = 1 / T (T is a symbol period). Since the Mach-Zehnder modulator 110 is driven by one system of binary data, information transmission of 1 bit per symbol is performed.
図１において、マッハツェンダ変調部１１０の第１の入力ポート１１５を起点とし、マッハツェンダ変調部１１０の第１の出力ポート１１７、光分岐部１２０の第１の出力ポート１２１及び帰還光路１３０を経て、マッハツェンダ変調部１１０の第２の入力ポート１１６に至る光路を伝搬する光信号の群遅延時間τは、τ＝Ｔとなるよう設定されている。 In FIG. 1, the first input port 115 of the Mach-Zehnder modulator 110 is used as a starting point, passes through the first output port 117 of the Mach-Zehnder modulator 110, the first output port 121 of the optical branching unit 120, and the feedback optical path 130. The group delay time τ of the optical signal propagating through the optical path to the second input port 116 of the modulator 110 is set so that τ = T.
次に、上述した光変調回路１００の動作について、再度図１を参照して説明する。なお、以下では、説明の容易のため、回路伝搬に伴う伝搬損失がゼロであるような理想的な光回路を仮定する。また、光電界の表記法として複素表記を用いる。 Next, the operation of the above-described light modulation circuit 100 will be described with reference to FIG. 1 again. In the following, for ease of explanation, an ideal optical circuit is assumed in which the propagation loss accompanying circuit propagation is zero. Further, complex notation is used as a notation method of the optical electric field.
マッハツェンダ変調部１１０のクロス側（第１の入力ポート１１５から第１の出力ポート１１７まで、および、第２の入力ポート１１６から第２の出力ポート１１８まで）、ならびに、バー側（第１の入力ポート１１５から第２の出力ポート１１８まで、および、第２の入力ポート１１６から第１の出力ポート１１７まで）の複素光電界透過率を、それぞれＭＺc（ｔ）、ＭＺb（ｔ）とし、説明の容易のため、本質的でない位相係数を省略すると、ＭＺc（ｔ）及びＭＺb（ｔ）は、下記式（１）で表される。 Cross side of the Mach-Zehnder modulator 110 (from the first input port 115 to the first output port 117 and from the second input port 116 to the second output port 118), and the bar side (first input port) MZ c (t) and MZ b (t) are the complex optical field transmittances of the port 115 to the second output port 118 and the second input port 116 to the first output port 117, respectively. For ease of explanation, if non-essential phase coefficients are omitted, MZ c (t) and MZ b (t) are represented by the following formula (1).
但し、上記式（１）において、Ｖ（ｔ）は駆動信号電圧であり、シンボルタイミングにおいてＶ（ｔ）はデータ信号ｄ３のデータ値に対し、＋Ｖπまたは−Ｖπの値を取る。すなわち、シンボルタイミングをｔ＝ｎT（ｎは自然数）とし、ｎ番目のデータ値をｄnとすると、下記式（２）で表される。 However, in the above formula (1), V (t) is the drive signal voltage, V (t) in symbol timing relative to data values of the data signals d3, takes the value of + V [pi or -V [pi. That is, the symbol timing and t = nT (n is a natural number), when the n-th data value is d n, represented by the following formula (2).
上記式（１）及び（２）から、ＭＺc（ｎＴ）及びＭＺb（ｎＴ）は、下記式（３）で表される。 From the above formulas (1) and (2), MZ c (nT) and MZ b (nT) are represented by the following formula (3).
すなわち、上述したシンボルタイミングにおいて、マッハツェンダ変調部１１０を伝搬する光は全てクロス側に透過する一方、バー側には透過しない。また、クロス側への複素光電界透過率は、データ値“０”、“１”に対し、それぞれ、０、πとなる（ＢＰＳＫ変調：Binary Phase Shift Keying変調）。 That is, at the symbol timing described above, all the light propagating through the Mach-Zehnder modulator 110 is transmitted to the cross side, but not transmitted to the bar side. Also, the complex optical field transmittance to the cross side is 0 and π for data values “0” and “1”, respectively (BPSK modulation: Binary Phase Shift Keying modulation).
ここで、光直交合成部１４０の第１の入力ポート１４１への入力信号をＥ1とし、メイン入力ポート１０１にＣＷ光（連続光）Ｅin＝１を入力した場合、入力光は、マッハツェンダ変調部１１０の第１の入力ポート１１５から第１の出力ポート１１７へ（クロス側）透過し、さらに光分岐部１２０の出力ポート１２２を経て光直交合成部１４０へ至る。上述した入力信号Ｅ1は、下記式（４）で表される。 Here, when the input signal to the first input port 141 of the optical orthogonal combining unit 140 is E 1 and CW light (continuous light) E in = 1 is input to the main input port 101, the input light is Mach-Zehnder modulated. The light passes from the first input port 115 of the unit 110 to the first output port 117 (cross side) and further passes through the output port 122 of the optical branching unit 120 to the optical orthogonal combining unit 140. The input signal E 1 described above is expressed by the following formula (4).
この場合、光直交合成部１４０の第１の入力ポート１４１には、ｄnに対応したＢＰＳＫ信号が入力される。 In this case, the first input port 141 of the optical quadrature combining unit 140, BPSK signal corresponding to d n is input.
一方、光直交合成部１４０の第２の入力ポート１４２に入力される入力信号をＥ2とする。この場合には、入力光は、マッハツェンダ変調部１１０の第１の入力ポート１１５から第１の出力ポート１１７へ（クロス側）透過し、さらに光分岐部１２０の出力ポート１２１及び帰還光路１３０を経て、マッハツェンダ変調部１１０の第２の入力ポート１１６から第２の出力ポート１１８へ（クロス側）透過して光直交合成部１４０へ至る。この場合には、光は、マッハツェンダ変調部１１０において２回、それぞれ異なるポートからクロス側へ透過する。また、１回目と２回目の各透過の間には、帰還光路１３０による時間遅延τ（この実施形態では、τ＝Ｔ）が与えられるので、２回目の透過時の光位相がｄnに対応する場合、１回目の透過時の光位相は、ｄn-1に対応する。 On the other hand, an input signal input to the second input port 142 of the optical orthogonal synthesizer 140 is E 2 . In this case, the input light is transmitted from the first input port 115 of the Mach-Zehnder modulation unit 110 to the first output port 117 (cross side), and further passes through the output port 121 and the feedback optical path 130 of the optical branching unit 120. Then, the light passes from the second input port 116 of the Mach-Zehnder modulator 110 to the second output port 118 (cross side) and reaches the optical orthogonal combiner 140. In this case, light passes through the Mach-Zehnder modulator 110 twice from different ports to the cross side. In addition, a time delay τ (τ = T in this embodiment) by the feedback optical path 130 is given between the first transmission and the second transmission, so that the optical phase at the second transmission corresponds to dn . In this case, the optical phase at the first transmission corresponds to d n−1 .
１回目と２回目の各透過時の光位相が共に０またはπの場合は、最終的な光位相は０となる。一方、１回目と２回目の各透過時の光位相のどちらか一方が０で他方がπの場合は、最終的な光位相はπとなる。つまり、最終的な光位相は、ｄn XOR ｄn-1（ＸＯＲは排他的論理和を表す。）に対応する。上述した入力信号Ｅ2は、下記式（５）で表される（式５では、ＸＯＲは、〇印内に＋で表記する）。 If the optical phase during the first and second transmissions is both 0 or π, the final optical phase is 0. On the other hand, when one of the optical phases at the first transmission and the second transmission is 0 and the other is π, the final optical phase is π. That is, the final optical phase corresponds to d n XOR d n−1 (XOR represents an exclusive OR). The above-described input signal E 2 is represented by the following formula (5) (in formula 5, XOR is represented by + in the circles).
この場合には、光直交合成部１４０の第２の入力ポート１４２には、ｄn XOR ｄn-1に対応したＢＰＳＫ信号が入力される。 In this case, a BPSK signal corresponding to d n XOR d n−1 is input to the second input port 142 of the optical orthogonal combining unit 140.
光直交合成部１４０の光位相調整部１４３では、入力信号Ｅ1,Ｅ2間は、π／２の相対光位相差が与えられる。すなわち、メイン出力ポート１０２からの出力光信号ｄ２としての出力Ｅoutは、下記式（６）で表される。 In the optical phase adjusting unit 143 of the optical orthogonal combining unit 140, a relative optical phase difference of π / 2 is given between the input signals E 1 and E 2 . That is, the output E out as the output optical signal d2 from the main output port 102 is expressed by the following equation (6).
この場合、メイン出力ポート１０２からは、ｄnおよびｄn-1に対応したＱＰＳＫ信号が出力される。１シンボルあたり１ビットの情報を伝送するために２2値（２ビット）変調であるＱＰＳＫが用いられ、信号空間において１ビット分の冗長度が付加されていることになる。 In this case, the main output port 102 outputs a QPSK signal corresponding to dn and dn -1 . In order to transmit information of 1 bit per symbol, QPSK which is 2 2 value (2 bits) modulation is used, and redundancy for 1 bit is added in the signal space.
図２は、メイン出力ポート１０２からの出力信号のコンスタレーション３００を示している。なお、図２中、Ｉ軸は同相（in-phase）、Ｑ軸は直交位相（quadrature phase）を表す。 FIG. 2 shows a constellation 300 of output signals from the main output port 102. In FIG. 2, the I axis represents in-phase and the Q axis represents quadrature phase.
図２の例では、［ｄn,ｄn-1］＝［“０”，“０”］、［“１”，“１”］、［“１”，“０”］、［“０”，“１”］となるバイナリ値が与えられる。この場合、［“０”，“０”］は第１象限の信号点Ａを、［“１”，“１”］は第２象限の信号点Ｂを、［“１”，“０”］は第３象限の信号点Ｃを、［“０”，“１”］は第４象限の信号点Ｄを、それぞれ表す。 In the example of FIG. 2, [d n, d n-1 ] = [“0”, “0”], [“1”, “1”], [“1”, “0”], [“0”. , “1”] is given. In this case, [“0”, “0”] represents the signal point A in the first quadrant, [“1”, “1”] represents the signal point B in the second quadrant, [“1”, “0”]. Represents the signal point C in the third quadrant, and [“0”, “1”] represents the signal point D in the fourth quadrant.
図２において、ΔABは、上述した信号点Ａ，Ｂ間のユークリッド距離（光電界振幅（上記式（６）の右辺の絶対値）で規格化したもの）を表す。ΔABは下記式（７）で表される。 In FIG. 2, Δ AB represents the Euclidean distance between the signal points A and B described above (normalized by the optical electric field amplitude (the absolute value of the right side of the above equation (6)). Δ AB is expressed by the following formula (7).
上記式（７）において、ΔBC：信号点Ｂ，Ｃ間のユークリッド距離、ΔCD：信号点Ｃ，Ｄ間のユークリッド距離、ΔDA：信号点Ｄ，Ａ間のユークリッド距離、ΔAC：信号点Ａ，Ｃ間のユークリッド距離、ΔBD：信号点Ｂ，Ｄ間のユークリッド距離、を表す。 In the above equation (7), Δ BC : Euclidean distance between signal points B and C, Δ CD : Euclidean distance between signal points C and D, Δ DA : Euclidean distance between signal points D and A, Δ AC : Signal Euclidean distance between points A and C, Δ BD : Euclidean distance between signal points B and D.
図２において、ｄn-1＝“０”の場合は信号点Ａまたは信号点Ｃのいずれかが出力され、ｄn-1＝“１”の場合は信号点Ｂまたは信号点Ｄのいずれかが出力される。すなわち、出力されるシンボルが過去のデータｄn-1によって影響を受けており、畳み込み符号化変調が実現される。この符号化動作は、後述する図３において、状態数が２のトレリス線図で示してある。 In FIG. 2, when d n-1 = "0", either signal point A or signal point C is output, and when d n-1 = "1", either signal point B or signal point D is output. Is output. That is, the output symbol is affected by the past data d n−1 , and the convolutional code modulation is realized. This encoding operation is shown by a trellis diagram having 2 states in FIG.
図３は、光変調回路１００の動作例を表すトレリス線図４００である。図３に示すように、ｄn-1＝“０”に対応する状態０から分離して再び状態１に合流するパスは、Ａ→ＣとＣ→Ｄであるため、このトレリスにおける自由ユークリッド距離ｄfreeは、下記式（８）で表されることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。 FIG. 3 is a trellis diagram 400 representing an operation example of the light modulation circuit 100. As shown in FIG. 3, since the paths separated from the state 0 corresponding to d n-1 = "0" and rejoining the state 1 are A → C and C → D, the free Euclidean distance in this trellis It is known that d free is represented by the following formula (8) (see, for example, Non-Patent Document 1).
一方、符号化を行わない通常のＢＰＳＫにおいては、信号点における光電界振幅で規格化した信号点間の距離が２であるため、自由ユークリッド距離も２となる。符号化利得は自由ユークリッド距離の二乗の比で与えられるため、本実施形態の光変調回路１００では、符号化利得（対ＢＰＳＫ）は、１０ｌｏｇ（６／４）＝１．７６ｄＢである。 On the other hand, in normal BPSK without encoding, since the distance between signal points normalized by the optical electric field amplitude at the signal point is 2, the free Euclidean distance is also 2. Since the coding gain is given by the ratio of the square of the free Euclidean distance, in the optical modulation circuit 100 of the present embodiment, the coding gain (vs. BPSK) is 10 log (6/4) = 1.76 dB.
なお、図３のようにトレリス線図４００で表現できる符号化変調は、トレリス符号化変調（ＴＣＭ：Ｔｒｅｌｌｉｓ‐Ｃｏｄｅｄ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）と呼ばれ、ビタビアルゴリズム等を用いて復号できることはよく知られている。 Note that the coded modulation that can be represented by the trellis diagram 400 as shown in FIG. 3 is called trellis-coded modulation (TCM) and is well known to be decoded using the Viterbi algorithm or the like.
ここで、非特許文献２に開示された変調器の構成によって、本実施形態の光変調回路１００におけるトレリス符号化変調信号を得る場合は、図４に示すようなマッハツェンダ変調器１０００の構成が必要となる。このマッハツェンダ変調器１０００は、データ信号ｄ１０を入力する符号化回路１１００と、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調器１２００とを備える。この場合、１シンボルあたり１ビットの情報を伝送するため、ＱＰＳＫ変調器１２００は、符号化回路１１００の２出力と入力光信号ｄ２とに応じて駆動する２つのマッハツェンダ変調回路１３０１，１４０１とを備える。 Here, when the trellis-encoded modulated signal in the optical modulation circuit 100 of the present embodiment is obtained by the configuration of the modulator disclosed in Non-Patent Document 2, the configuration of the Mach-Zehnder modulator 1000 as shown in FIG. 4 is necessary. It becomes. The Mach-Zehnder modulator 1000 includes an encoding circuit 1100 that inputs a data signal d10 and a QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulator 1200. In this case, in order to transmit 1-bit information per symbol, the QPSK modulator 1200 includes two Mach-Zehnder modulation circuits 1301 and 1401 that are driven according to the two outputs of the encoding circuit 1100 and the input optical signal d2. .
符号化回路１１００は、データ信号ｄ１０に対してデジタル領域で畳み込み符号化を行い、第１の駆動信号１１０１（ｄn）および第２の駆動信号１１０２（ｄn XOR ｄn-1）を出力する。 The encoding circuit 1100 performs convolutional encoding on the data signal d10 in the digital domain, and outputs a first drive signal 1101 (d n ) and a second drive signal 1102 (d n XOR d n-1 ). .
マッハツェンダ変調回路１３０１では、変調電極１３０２は、第１の駆動信号１１０１に応じて入力信号を変調し、マッハツェンダ変調回路１４０１では、変調電極１４０２は、第２の駆動信号１１０２に応じて入力信号を変調し、位相調整部１４０４において位相π／２だけ遅延させる。その結果、ＱＰＳＫ変調器１２００から出力光信号ｄ２０が出力される。 In the Mach-Zehnder modulation circuit 1301, the modulation electrode 1302 modulates the input signal according to the first drive signal 1101, and in the Mach-Zehnder modulation circuit 1401, the modulation electrode 1402 modulates the input signal according to the second drive signal 1102. Then, the phase adjustment unit 1404 delays the phase by π / 2. As a result, the output optical signal d20 is output from the QPSK modulator 1200.
なお、図４において、終端器１３０３，１４０３は、変調電極１３０２，１４０２を伝搬する駆動信号の反射を防止するようになっている。 In FIG. 4, terminators 1303 and 1403 prevent reflection of drive signals propagating through the modulation electrodes 1302 and 1402.
一方、上述した本実施形態の光変調回路１００では、１つのマッハツェンダ変調回路１１０によってＴＣＭを実現する。したがって、２つのマッハツェンダ変調回路を備える従来の変調器に比べ、光変調回路１００の駆動回路の簡易化が実現される。一般に、各マッハツェンダ変調回路毎に、駆動信号を増幅するためのドライバアンプが必要となるため、本実施形態の光変調回路１００では、従来の変調器に比べ送信器の消費電力を低減できるという効果も奏する。 On the other hand, in the optical modulation circuit 100 of the present embodiment described above, TCM is realized by one Mach-Zehnder modulation circuit 110. Therefore, simplification of the drive circuit of the optical modulation circuit 100 is realized as compared with a conventional modulator including two Mach-Zehnder modulation circuits. In general, a driver amplifier for amplifying a drive signal is required for each Mach-Zehnder modulation circuit. Therefore, in the optical modulation circuit 100 of this embodiment, the power consumption of the transmitter can be reduced as compared with the conventional modulator. Also play.
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態である光変調回路２００について説明する。この光変調回路２００は、前述の光直交合成部１４０に代えて、直交偏波結合回路としての光直交合成部２４０を備える。光直交合成部２４０以外の構成は、図１に示した構成と同様である。
<Second Embodiment>
Hereinafter, an optical modulation circuit 200 according to the second embodiment of the present invention will be described. The optical modulation circuit 200 includes an optical orthogonal combining unit 240 as an orthogonal polarization coupling circuit, instead of the optical orthogonal combining unit 140 described above. The configuration other than the optical orthogonal combining unit 240 is the same as the configuration shown in FIG.
図５は、本実施形態における光変調回路２００の構成例を示す図である。光変調回路２００において、光直交合成部２４０以外の構成は、図１に示した構成と同様である。すなわち、光変調回路２００は、前述の光変調回路１００と同様に、メイン入力ポート２０１と、マッハツェンダ変調部２１０と、光分岐部２２０と、帰還光路２３０と、メイン出力ポート２０２とを備える。 FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the light modulation circuit 200 in the present embodiment. In the optical modulation circuit 200, the configuration other than the optical orthogonal combining unit 240 is the same as the configuration shown in FIG. That is, the optical modulation circuit 200 includes a main input port 201, a Mach-Zehnder modulation unit 210, an optical branching unit 220, a feedback optical path 230, and a main output port 202, similar to the optical modulation circuit 100 described above.
［光直交合成部以外の全体構成］
マッハツェンダ変調部２１０は、本実施形態においても、方向性結合器２１１，２１２を用いた２入力２出力のクロス・バースイッチ型構成となっており、第１の入力ポート２１５と、第２の入力ポート２１６と、第１の出力ポート２１７と、第２の出力ポート２１８とを備える。第１の出力ポート２１７は、光分岐部２２０に接続され、第２の出力ポート２１８は、後述する光直交合成部２４０に接続される。また、マッハツェンダ変調部２１０は、進行波型の変調電極２１３と、集中定数型のＤＣバイアス電極２１４とを備える。このＤＣバイアス電極２１４へのバイアス電圧によって、駆動信号電圧がゼロの状態において、マッハツェンダ変調部２１０のアーム間の位相差がπとなるよう調整可能となっている。終端器２５０は、変調電極２１３と接続され、変調電極２１３を伝搬するデータ信号ｄ３の反射を防止するようになっている。
[Overall configuration other than optical orthogonal synthesis unit]
Also in this embodiment, the Mach-Zehnder modulator 210 has a two-input two-output cross bar switch type configuration using directional couplers 211 and 212, and includes a first input port 215 and a second input. A port 216, a first output port 217, and a second output port 218 are provided. The first output port 217 is connected to the optical branching unit 220, and the second output port 218 is connected to the optical orthogonal combining unit 240 described later. The Mach-Zehnder modulator 210 includes a traveling wave type modulation electrode 213 and a lumped constant type DC bias electrode 214. The bias voltage applied to the DC bias electrode 214 can be adjusted so that the phase difference between the arms of the Mach-Zehnder modulator 210 becomes π when the drive signal voltage is zero. The terminator 250 is connected to the modulation electrode 213 and prevents reflection of the data signal d3 propagating through the modulation electrode 213.
光分岐部２２０は、第１の出力ポート２２１と、第２の出力ポート２２２とを備える。光分岐部２２０に入力される光信号は、各出力ポート２２１，２２２へ出力される。この実施形態では、光分岐部２２０において、第１の出力ポート２２１から第２の出力ポート２２２への出力光の強度比は、１：１とする。 The optical branching unit 220 includes a first output port 221 and a second output port 222. The optical signal input to the optical branching unit 220 is output to the output ports 221 and 222. In this embodiment, in the optical branching unit 220, the intensity ratio of the output light from the first output port 221 to the second output port 222 is 1: 1.
光分岐部２２０の第１の出力ポート２２１は、帰還光路２３０を介して、マッハツェンダ変調部２１０の第２の入力ポート２１６に接続される。光分岐部２２０の第２の出力ポート２２２、及びマッハツェンダ変調部２１０の第２の出力ポート２１８は、それぞれ、後述する光直交合成部２４０の入力ポート２４１及び第２の入力ポート２４２に接続される。 The first output port 221 of the optical branching unit 220 is connected to the second input port 216 of the Mach-Zehnder modulation unit 210 via the feedback optical path 230. The second output port 222 of the optical branching unit 220 and the second output port 218 of the Mach-Zehnder modulation unit 210 are connected to an input port 241 and a second input port 242 of the optical orthogonal combining unit 240 described later, respectively. .
［光直交合成部の構成］
光変調回路２００は、前述の光直交合成部１４０に代えて、直交偏波合成部２４０を備える。図５の例では、直交偏波合成部２４０は、偏波回転部２４３と、偏波ビームコンバイナ２４４とを備える。この場合、光直交合成部２４０の第１の入力ポート２４１及び第２の入力ポート２４２に入力される光信号が互いに直交する偏波状態で合成され、メイン出力ポート２０２から出力光信号ｄ２が出力される。
[Configuration of optical orthogonal synthesis unit]
The optical modulation circuit 200 includes an orthogonal polarization combiner 240 instead of the above-described optical orthogonal combiner 140. In the example of FIG. 5, the orthogonal polarization combining unit 240 includes a polarization rotation unit 243 and a polarization beam combiner 244. In this case, the optical signals input to the first input port 241 and the second input port 242 of the optical orthogonal combiner 240 are combined in the polarization state orthogonal to each other, and the output optical signal d2 is output from the main output port 202. Is done.
一般に、光伝送における信号空間は、直交する２偏波（Ｘ及びＹ偏波とする）における同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）位相に対応する、互いに等価な直交４軸によって張られる４次元空間であることが知られている（例えば、E. Agrell and M. Karlsson, “Power・Efficient Modulation Formats in Coherent Transmission Systems, “IEEE J. Lightw. Technol. Vol. 27, No.22, pp. 5115-5126, 2009参照）。 In general, a signal space in optical transmission is a four-dimensional space spanned by mutually equivalent orthogonal four axes corresponding to in-phase (I) and quadrature (Q) phases in two orthogonal polarizations (X and Y polarizations). (For example, E. Agrell and M. Karlsson, “Power / Efficient Modulation Formats in Coherent Transmission Systems,” IEEE J. Lightw. Technol. Vol. 27, No. 22, pp. 5115- 5126, 2009).
前述の光変調回路１００では、上述した２偏波のうちの一方の偏波におけるＩ軸およびＱ軸（ＸＩ軸及びＸＱ軸）によって張られる２次元空間におけるＴＣＭ−ＱＰＳＫが得られる。 In the optical modulation circuit 100 described above, TCM-QPSK in a two-dimensional space stretched by the I axis and the Q axis (XI axis and XQ axis) in one of the two polarizations described above is obtained.
一方、本実施形態の光変調回路２００では、Ｘ及びＹ偏波におけるＩ軸（ＸＩ軸及びＹＩ軸）によって張られる２次元空間におけるＴＣＭ−ＱＰＳＫ信号が得られる。図５では、図２に示したＩ軸及びＱ軸（すなわち、ＸＩ軸及びＸＱ軸）をそれぞれＸＩ軸及びＹＩ軸に置き換えただけであり、符号化利得は、本実施形態においても第１の実施形態で説明したものと同等となる。 On the other hand, in the optical modulation circuit 200 of the present embodiment, a TCM-QPSK signal in a two-dimensional space spanned by the I axis (XI axis and YI axis) in X and Y polarization is obtained. In FIG. 5, only the I axis and the Q axis (that is, the XI axis and the XQ axis) shown in FIG. 2 are replaced with the XI axis and the YI axis, respectively. This is equivalent to that described in the embodiment.
なお、第１の実施形態の光変調回路１００では、直交偏波合成部１４０において、同一偏波で直交位相合成を行うため原理的な光損失３ｄＢが生じるが、本実施形態の光変調回路２００では、直交偏波合成部２４０の直交偏波合成を用いるため、原理的な光損失が生じない。しかしこの場合、本実施形態では、偏波多重信号を伝送することになるため、受信側で偏波分離の処理が必要になる。この偏波分離には、一般的なデジタルコヒーレント受信方式等を用いることができる。 In the optical modulation circuit 100 of the first embodiment, the optical polarization circuit 200 of the present embodiment generates a theoretical optical loss of 3 dB because the orthogonal polarization combiner 140 performs orthogonal phase combination with the same polarization. Then, since the orthogonal polarization combining of the orthogonal polarization combining unit 240 is used, no fundamental optical loss occurs. However, in this case, in this embodiment, since a polarization multiplexed signal is transmitted, it is necessary to perform polarization separation processing on the receiving side. For this polarization separation, a general digital coherent reception method or the like can be used.
以上、上記各実施形態を詳述してきたが、具体的な構成等は各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更や、他のシステムへの適用なども含まれる。 As mentioned above, although each said embodiment was explained in full detail, a concrete structure etc. are not restricted to each embodiment, The design change of the range which does not deviate from the summary of this invention, application to another system, etc. included.
（変形例１）
上記各実施形態の光変調回路１００，２００により得られる効果は、当該光変調回路を形成する材料に依存しないため、材料について特に言及しなかったが、様々な材料によって実施することができる。例えば、かかる光変調回路１００，２００を形成する材料としては、（ｉ）電気光学（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃ：ＥＯ）効果の一種であるポッケルス効果を有する多元系酸化物結晶（ＬｉＮｂＯ3（ＬＮ）やＫＴａ1-xＮｂxＯ3、Ｋ1-yＬｉyＴａ1-xＮｂxＯ3など）、（ｉｉ）ポッケルス効果及び量子閉じ込めシュタルク効果（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｃｏｎｆｉｎｅｄ Ｓｔａｒｋ Ｅｆｆｅｃｔ：ＱＣＳＥ）による屈折率変調が可能なＧａＡｓ系またはＩｎＰ系の化合物半導体、（ｉｉｉ）クロモフォアなどのＥＯ効果を有するポリマなどを用いることができる。
(Modification 1)
Since the effects obtained by the light modulation circuits 100 and 200 of each of the above embodiments do not depend on the material forming the light modulation circuit, no particular mention is made of the material, but the effect can be realized by various materials. For example, as materials for forming the light modulation circuits 100 and 200, (i) a multi-element oxide crystal (LiNbO 3 (LN) or KTa having a Pockels effect, which is a kind of electro-optic (EO) effect, is used. 1-x Nb x O 3 , K 1-y Li y Ta 1-x Nb x O 3, etc.) (ii) Refractive index modulation by Pockels effect and quantum confined Stark effect (QCSE) is possible A GaAs-based or InP-based compound semiconductor, (iii) a polymer having an EO effect such as a chromophore, or the like can be used.
（変形例２）
さらに、複雑な構成の光変調回路を低損失に作製するため、上記各実施形態の光変調回路１００，２００は、変形例１で説明した材料基板と石英系平面光波回路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）との異種基板接合型構成を用いてもよい。
(Modification 2)
Furthermore, in order to manufacture a light modulation circuit having a complicated configuration with low loss, the light modulation circuits 100 and 200 of each of the above embodiments include a material substrate and a quartz-based planar lightwave circuit (PLC: Planar Lightwave Circuit) described in the first modification. ) And a heterogeneous substrate bonding configuration may be used.
（変形例３）
上記各実施形態のマッハツェンダ変調部１１０，２１０の変調電極１１３，２１３は、シングルエンド型の場合について説明したが、差動型電極の場合でも、マッハツェンダ変調部１１０，２１０の応答特性は、上述した各実施形態で示した数式と同一の数式に帰着することになるため、電極配置の選択は、上記各実施形態の効果に影響を及ぼすものではない。すなわち、上記各実施形態のマッハツェンダ変調部１１０，２１０の変調電極１１３，２１３は、シングルエンド型または差動型のいずれにしても、上記各実施形態の効果を同様に得ることができる。一般に、プッシュプル駆動型マッハツェンダ変調回路における変調電極の配置は、基板の種類や結晶軸方向等に依存することが知られている。例えば、一般に、Ｘカット型のＬＮ基板を用いる場合はシングルエンド型を採用し、Ｚカット型のＬＮ基板を用いる場合は差動型を採用する（但し、Ｚカット型の場合も、分極反転を用いることでシングルエンド型とすることができる）。
(Modification 3)
The modulation electrodes 113 and 213 of the Mach-Zehnder modulation units 110 and 210 of the above embodiments have been described for the single-end type, but the response characteristics of the Mach-Zehnder modulation units 110 and 210 have been described above even in the case of a differential type electrode. Since this results in the same mathematical expression as that shown in each embodiment, the selection of the electrode arrangement does not affect the effects of the above-described embodiments. In other words, the modulation electrodes 113 and 213 of the Mach-Zehnder modulators 110 and 210 of the above-described embodiments can obtain the effects of the above-described embodiments in the same manner regardless of whether they are a single-ended type or a differential type. In general, it is known that the arrangement of modulation electrodes in a push-pull drive type Mach-Zehnder modulation circuit depends on the type of substrate, crystal axis direction, and the like. For example, in general, when an X-cut LN substrate is used, a single-end type is adopted, and when a Z-cut LN substrate is used, a differential type is adopted (however, in the case of a Z-cut type, polarization inversion is also performed. It can be used as a single-ended type).
通常、シングルエンド型の信号電極は２つの光導波路アームの中心に配置され、差動型の信号電極は各光導波路アームの直上に配置される（但し、分極反転Ｚカット型ＬＮ基板を用いたシングルエンド型電極の場合、電極は、アーム直上に配置される）。 Usually, a single-ended signal electrode is disposed at the center of two optical waveguide arms, and a differential signal electrode is disposed immediately above each optical waveguide arm (however, a polarization-reversed Z-cut LN substrate is used). In the case of a single-ended electrode, the electrode is placed directly above the arm).
（変形例４）
上記各実施形態において、マッハツェンダ変調部１１０，２１０の両アームの光路長について言及しなかったが、全て等長設計である。実際には、プロセスエラーやＤＣドリフト等により光路長のズレが生じるが、一般にそのようなズレは、ＤＣバイアスの調整より補償される。補償量は、材料や製造条件、変調器の使用環境等によって様々に異なるため、一意に定まるものではない。このため、上述した各実施形態において、ＤＣバイアスにより付与されるアーム間位相差の値には、光路長補償分は、含まないものとする。
(Modification 4)
In the above embodiments, the optical path lengths of both arms of the Mach-Zehnder modulators 110 and 210 are not mentioned, but they are all of the same length design. Actually, a deviation in the optical path length occurs due to a process error, a DC drift, or the like. Generally, such a deviation is compensated by adjusting the DC bias. The amount of compensation varies depending on the material, manufacturing conditions, usage environment of the modulator, and the like, and is not uniquely determined. For this reason, in each of the embodiments described above, the optical path length compensation is not included in the value of the inter-arm phase difference provided by the DC bias.
なお、上記各実施形態では、簡易化のため、マッハツェンダ変調部、光分岐部およびそれらをつなぐ光導波路は、全て過剰損失ゼロ、伝搬損失ゼロの理想的な場合を想定している。 In each of the above embodiments, for the sake of simplification, the Mach-Zehnder modulation unit, the optical branching unit, and the optical waveguide connecting them are assumed to be ideal cases with zero excess loss and zero propagation loss.
なお、上記各実施形態では、τ＝Ｔの場合で説明したが、τ＝ｍＴ（ｍは２以上の自然数）とした場合でも、図３に示した状態０または状態１がｄn-mに対応することになるが、上述した自由ユークリッド距離は変わらないため、上記各実施形態と同等の効果が得られる。 In each of the above embodiments, the case where τ = T has been described. However, even when τ = mT (m is a natural number of 2 or more), the state 0 or the state 1 illustrated in FIG. 3 corresponds to d nm . However, since the above-mentioned free Euclidean distance does not change, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.
（変形例５）
以上では、説明の容易のため、理想的な光回路であること想定して説明したが、実際には、導波路伝搬損失やカプラの過剰損失が存在するため、例えば第１の実施形態では、光直交合成部１４０において、第２の入力ポート１４２への入力信号は、第１の入力ポート１４１への入力信号に比べ帰還光路１３０およびマッハツェンダ変調部１１０を１回多く通過する分だけ大きな過剰損失を受けるため光強度が弱くなる。このため実際には、（１）光分岐部１２０において、第１の出力ポート１２１側への透過率が第２の出力ポート１２２への透過率に対し大きくなるよう、光分岐部１２０の分岐比を非対称に設計すること、（２）光直交合成部１４０において、第２の入力ポート１４２からメイン出力ポート１０２への透過率を第１の入力ポート１４１からメイン出力ポート１０２への透過率に対し大きくなるよう、光直交合成部１４０の結合比を非対称に設計すること、（３）光分岐部１２０の第２の出力ポート１２２と光直交合成部１４０の第１の入力ポート１４１との間に光減衰部を設けること、等により上記過剰損失分を補償するようにしてもよい。
(Modification 5)
In the above, for the sake of easy explanation, the description has been made assuming that the optical circuit is an ideal optical circuit. However, in reality, since there is a waveguide propagation loss and an excessive loss of the coupler, for example, in the first embodiment, In the optical orthogonal synthesizer 140, the input signal to the second input port 142 has an excessive loss that is larger than that of the input signal to the first input port 141 by one pass through the feedback optical path 130 and the Mach-Zehnder modulator 110. The light intensity is weakened. Therefore, in practice, (1) in the optical branching unit 120, the branching ratio of the optical branching unit 120 is set so that the transmittance toward the first output port 121 is larger than the transmittance toward the second output port 122. (2) In the optical orthogonal synthesizer 140, the transmittance from the second input port 142 to the main output port 102 is set to the transmittance from the first input port 141 to the main output port 102. (3) Between the second output port 122 of the optical branching unit 120 and the first input port 141 of the optical orthogonal combining unit 140, so that the coupling ratio of the optical orthogonal combining unit 140 is designed to be asymmetrical. The excess loss may be compensated by providing a light attenuating part.
１００，２００ 光変調回路
１１０，２１０ マッハツェンダ変調部
１２０，２２０ 光分岐部
１３０，２３０ 帰還光路
１４０，２４０ 直交偏波合成部
１１５，２１５ マッハツェンダ変調部の第１の入力ポート
１１６，２１６ マッハツェンダ変調部の第２の入力ポート
100, 200 Optical modulation circuit 110, 210 Mach-Zehnder modulation unit 120, 220 Optical branching unit 130, 230 Return optical path 140, 240 Orthogonal polarization synthesis unit 115, 215 First input port 116, 216 of Mach-Zehnder modulation unit Second input port
Claims (4)
前記マッハツェンダ変調部の１本の出力に光学的に接続された１入力２出力の光分岐部と、
前記光分岐部の第１の出力ポートと前記マッハツェンダ変調部の第２の入力ポートとに光学的に接続され、前記第１の出力ポートからの光信号を前記第２の入力ポートに帰還させるための帰還光路と、
前記光分岐部の第２の出力ポートからの光信号と、前記マッハツェンダ変調部の第２の出力ポートからの光信号とを結合させる合成部と
を含み、
前記マッハツェンダ変調部の第１の入力ポートから、前記光分岐部の第１の出力ポートおよび前記帰還光路を介して、前記マッハツェンダ変調部の前記第２の入力ポートに至るまでの光路を伝搬する光信号の遅延時間は、前記データ信号のシンボル時間の自然数倍であることを特徴とする光変調回路。 One Mach-Zehnder modulator having two inputs and two outputs driven in accordance with a data signal;
A 1-input 2-output optical branching unit optically connected to one output of the Mach-Zehnder modulation unit;
Optically connected to the first output port of the optical branching unit and the second input port of the Mach-Zehnder modulation unit, and for returning an optical signal from the first output port to the second input port The return optical path,
A combining unit that combines an optical signal from the second output port of the optical branching unit with an optical signal from the second output port of the Mach-Zehnder modulation unit;
Light propagating in the optical path from the first input port of the Mach-Zehnder modulation unit to the second input port of the Mach-Zehnder modulation unit via the first output port of the optical branching unit and the feedback optical path An optical modulation circuit, wherein a delay time of a signal is a natural number multiple of a symbol time of the data signal.
前記合成部における前記マッハツェンダ変調部の第２の出力ポートからの光信号は、ｎ番目（ｎは自然数）の前記データ信号のデータ値と、ｎ−ｍ番目（ｍは自然数）の前記データ信号のデータ値との論理的排他値に対応するＢＰＳＫ信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の光変調回路。 The optical signal from the second output port of the optical branching unit in the combining unit is a BPSK signal corresponding to the data value of the nth (n is a natural number) data signal,
The optical signal from the second output port of the Mach-Zehnder modulation unit in the synthesis unit includes the data value of the nth (n is a natural number) data signal and the mnth (m is a natural number) data signal. 3. The optical modulation circuit according to claim 1, wherein the optical modulation circuit is a BPSK signal corresponding to a logical exclusive value with a data value.
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