JP2642499B2 - 光送信器、光変調器の制御回路および光変調方法 - Google Patents
光送信器、光変調器の制御回路および光変調方法Info
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- JP2642499B2 JP2642499B2 JP2050189A JP5018990A JP2642499B2 JP 2642499 B2 JP2642499 B2 JP 2642499B2 JP 2050189 A JP2050189 A JP 2050189A JP 5018990 A JP5018990 A JP 5018990A JP 2642499 B2 JP2642499 B2 JP 2642499B2
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- frequency signal
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/0121—Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
- G02F1/0123—Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops
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Description
【発明の詳細な説明】 ［概 要］ 光通信システムに使用される電気−光変換回路から出
力される光信号の安定化をはかる外部変調器の制御方式
に関し、 入力信号に依存せずに、動作点ドリフトに伴う出カ光
信号の消光比の劣化を防止できることを目的とし、 入力信号に応じて、駆動電圧を発生する駆動回路と、
バイアス電圧と該駆動電圧とが与えられ、光ビームを該
入力信号で変調して、光信号を出力する光変調器と、該
入力信号の異なるレベルに対してそれぞれ該入力信号に
比べて低い周波数を有する低周波信号を互いに逆位相と
なるように重畳する低周波信号重畳回路と、該光信号に
含まれる低周波信号成分を検出し、検出結果に基づい
て、該バイアス電圧を制御するバイアス制御回路とを備
えて構成される。
力される光信号の安定化をはかる外部変調器の制御方式
に関し、 入力信号に依存せずに、動作点ドリフトに伴う出カ光
信号の消光比の劣化を防止できることを目的とし、 入力信号に応じて、駆動電圧を発生する駆動回路と、
バイアス電圧と該駆動電圧とが与えられ、光ビームを該
入力信号で変調して、光信号を出力する光変調器と、該
入力信号の異なるレベルに対してそれぞれ該入力信号に
比べて低い周波数を有する低周波信号を互いに逆位相と
なるように重畳する低周波信号重畳回路と、該光信号に
含まれる低周波信号成分を検出し、検出結果に基づい
て、該バイアス電圧を制御するバイアス制御回路とを備
えて構成される。
（産業上の利用分野） 本発明は、出力される光信号の安定化をはかる光送信
器、光変調器の制御回路および光変調方法に関する。
器、光変調器の制御回路および光変調方法に関する。
（従来の技術） 従来、光通信システムの電気−光変換回路には、半導
体レーザに流れる電流をデータ信号により変調する直接
変調方式が採用されていた。しかし、直接変調方式で
は、伝送速度が速くなるに応じて出力される光信号の波
長変動（チャーピング）の影響が大きくなるので、光フ
ァイバ内の波長分散により長距離伝送が困難となってき
た。
体レーザに流れる電流をデータ信号により変調する直接
変調方式が採用されていた。しかし、直接変調方式で
は、伝送速度が速くなるに応じて出力される光信号の波
長変動（チャーピング）の影響が大きくなるので、光フ
ァイバ内の波長分散により長距離伝送が困難となってき
た。
そこで、原理的にチャーピングを生じないマッハツェ
ンダ型外部変調器（以下、「MZ変調器」という。）その
他の外部変調器を用いた電気光変換回路が検討されてい
る。一方、このような外部変調器を用いた構成では、光
通信システムの長期安定動作を達成するために、温度変
動および経時変化に対して出力される光信号の安定化が
必要になっている。
ンダ型外部変調器（以下、「MZ変調器」という。）その
他の外部変調器を用いた電気光変換回路が検討されてい
る。一方、このような外部変調器を用いた構成では、光
通信システムの長期安定動作を達成するために、温度変
動および経時変化に対して出力される光信号の安定化が
必要になっている。
第６図は、外部変調器を用いた電気一光変換回路の基
本構成を示す図である。
本構成を示す図である。
図において、外部変調71では、駆動回路73を介して与
えられる入力信号に応じて、半導体レーザ75の出射光を
変調し、光信号として出力する。
えられる入力信号に応じて、半導体レーザ75の出射光を
変調し、光信号として出力する。
従来、このような電気−光変換回路において、温度変
動に伴う外部変調器の動作点のずれを補償する方法とし
て、入力信号の一方の論理レベルに低周波信号を重畳し
て変調器を駆動し、出力される光信号から検出される低
周波信号の位相により動作点を制御する方法が提案され
ている。
動に伴う外部変調器の動作点のずれを補償する方法とし
て、入力信号の一方の論理レベルに低周波信号を重畳し
て変調器を駆動し、出力される光信号から検出される低
周波信号の位相により動作点を制御する方法が提案され
ている。
（発明が解決しようとする課題） ところで、MZ変調器は、印加される直流電圧、温度変
化、および経時変化により、その入出カ特性に変化（動
作点ドリフト）を生じる。
化、および経時変化により、その入出カ特性に変化（動
作点ドリフト）を生じる。
第７図は、MZ変調器の入出力特性を示す図である。
図において、は動作点ドリフトを生じる前の特性を
示し、は動作点ドリフトを生じた場合の特性を示す。
なお、MZ変調器の入出力特性は、図に示すように駆動電
圧に対して周期性を有する。
示し、は動作点ドリフトを生じた場合の特性を示す。
なお、MZ変調器の入出力特性は、図に示すように駆動電
圧に対して周期性を有する。
したがって、入力信号の各論理値に対応して出力光電
力の上下の各尖頭値が得られる駆動電圧VO、V1を用いる
ことにより、効率的な２値変調を行うことができる。
力の上下の各尖頭値が得られる駆動電圧VO、V1を用いる
ことにより、効率的な２値変調を行うことができる。
このようなMZ変調器から出力される光信号は、動作点
ドリフトの発生時に駆動電圧VO、V1が一定であると、上
述の周期性により消光比が劣化する。したがって、動作
点ドリフトが発生した時にそのドリフト量をdVとする
と、駆動電圧VO、V1をそれぞれVO＋dVおよびV1＋dVとし
て動作点ドリフトを補償する必要がある。
ドリフトの発生時に駆動電圧VO、V1が一定であると、上
述の周期性により消光比が劣化する。したがって、動作
点ドリフトが発生した時にそのドリフト量をdVとする
と、駆動電圧VO、V1をそれぞれVO＋dVおよびV1＋dVとし
て動作点ドリフトを補償する必要がある。
しかし、入力信号の一方の論理レベルに低周波信号を
重畳する従来の動作点ドリフトの補償方法では、入力信
号のマーク率の変化、立ち上がり時間あるいは立ち下が
り時間の増大により、最適動作点を保持する制御が困難
であった。
重畳する従来の動作点ドリフトの補償方法では、入力信
号のマーク率の変化、立ち上がり時間あるいは立ち下が
り時間の増大により、最適動作点を保持する制御が困難
であった。
本発明は、入力信号に依存せずに、動作点ドリフトに
伴う出力光信号の消光比の劣化を防止できる光送信器、
光変調器の制御回路および光変調方法を提供することを
目的とする。
伴う出力光信号の消光比の劣化を防止できる光送信器、
光変調器の制御回路および光変調方法を提供することを
目的とする。
（課題を解決するための手段］ 請求項１に記載の発明では、入力信号の異なる電圧レ
ベルに対してそれぞれ該入力信号に比べて低い周波数を
有する低周波信号を互いに逆位相となるように重畳する
低周波信号重畳回路と、 バイアス電圧と、該低周波信号が重畳された入力信号
とが与えられ、変調された光信号を出力する光変調器
と、 該光信号に含まれる低周波信号成分の検出結果に基づ
いて、該バイアス電圧を制御するバイアス制御回路とを
備えたことを特徴とする。
ベルに対してそれぞれ該入力信号に比べて低い周波数を
有する低周波信号を互いに逆位相となるように重畳する
低周波信号重畳回路と、 バイアス電圧と、該低周波信号が重畳された入力信号
とが与えられ、変調された光信号を出力する光変調器
と、 該光信号に含まれる低周波信号成分の検出結果に基づ
いて、該バイアス電圧を制御するバイアス制御回路とを
備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明では、該低周波信号重畳回路
は、該入力信号がディジタル信号の場合にハイレベルと
ローレベルにそれぞれに逆位相となるよう低周波信号を
重畳する。
は、該入力信号がディジタル信号の場合にハイレベルと
ローレベルにそれぞれに逆位相となるよう低周波信号を
重畳する。
請求項３に記載の発明では、該バイアス制御回路は、
該低周波信号と該光信号に含まれる低周波信号成分を比
較し、比較結果に基づいて、該バイアス電圧を制御す
る。
該低周波信号と該光信号に含まれる低周波信号成分を比
較し、比較結果に基づいて、該バイアス電圧を制御す
る。
請求項４に規制の発明では、バイアス電圧と入力信号
とが与えられ、該入力信号により変調し、光信号を出力
する光変調器の制御回路において、低周波信号重畳回路
は、該入力信号の異なるレベルに対してそれぞれ該入力
信号に比べて低い周波数を有する低周波信号を互いに逆
位相となるように重畳する。
とが与えられ、該入力信号により変調し、光信号を出力
する光変調器の制御回路において、低周波信号重畳回路
は、該入力信号の異なるレベルに対してそれぞれ該入力
信号に比べて低い周波数を有する低周波信号を互いに逆
位相となるように重畳する。
バイアス制御回路は、該光信号に含まれる低周波信号
成分を検出し、検出結果に基づいて、該バイアス電圧を
制御する。
成分を検出し、検出結果に基づいて、該バイアス電圧を
制御する。
請求項５に記載の発明では、該低周波信号重畳回路
は、該入力信号がディジタル信号の場合にハイレベルと
ローレベルにそれぞれに位相の異なるよう低周波信号を
重畳する。
は、該入力信号がディジタル信号の場合にハイレベルと
ローレベルにそれぞれに位相の異なるよう低周波信号を
重畳する。
請求項６に記載の発明では、該バイアス制御回路は、
該低周波信号と該光信号に含まれる低周波信号成分を比
較し、比較結果に基づいて、該バイアス電圧を制御す
る。
該低周波信号と該光信号に含まれる低周波信号成分を比
較し、比較結果に基づいて、該バイアス電圧を制御す
る。
請求項７に記載の発明では、入力信号の異なる電圧レ
ベルに対してそれぞれ該入力信号に比べて低い周波数を
有する低周波信号を互いに逆位相となるように重畳し、
バイアス電圧と、該低周波信号が重畳された入力信号と
を光変調器に与え、変調された光信号を出力し、該変調
された光信号に含まれる低周波信号成分の検出結果に基
づいて、該バイアス電圧を制御することを特徴とする。
ベルに対してそれぞれ該入力信号に比べて低い周波数を
有する低周波信号を互いに逆位相となるように重畳し、
バイアス電圧と、該低周波信号が重畳された入力信号と
を光変調器に与え、変調された光信号を出力し、該変調
された光信号に含まれる低周波信号成分の検出結果に基
づいて、該バイアス電圧を制御することを特徴とする。
（作 用） 本発明では、低周波信号重畳回路は低周波信号で振幅
変調した入力信号を駆動回路を介して光変調器に与え、
その光変調器がその入力信号で光ビームを変調して出力
する。
変調した入力信号を駆動回路を介して光変調器に与え、
その光変調器がその入力信号で光ビームを変調して出力
する。
バイアス制御回路は、このようにして光信号に重畳さ
れた低周波信号の周波数成分を検出して上述した低周波
信号と位相を比較し、その位相差から光変調器動作点ド
リフトの方向を検出する。
れた低周波信号の周波数成分を検出して上述した低周波
信号と位相を比較し、その位相差から光変調器動作点ド
リフトの方向を検出する。
ここで検出された位相差は、光変調器に動作点ドリフ
トがない場合には、低周波信号が入力信号の各論理値に
対応して逆相で変調され、その周波数成分が出力される
光信号に含まれないので「０」となる。また、このよう
な位相の差が「０」となる状態は、入力信号の波形に左
右されずに発生する。
トがない場合には、低周波信号が入力信号の各論理値に
対応して逆相で変調され、その周波数成分が出力される
光信号に含まれないので「０」となる。また、このよう
な位相の差が「０」となる状態は、入力信号の波形に左
右されずに発生する。
一方、動作点ドリフトが生じた場合には、低周波信号
が入力信号の各論理値に対応して同相で変調され、その
周波数成分が出力される光信号に含まれる。また、求め
られる位相の差は動作点ドリフトの方向に応じて180度
異なる値となる。
が入力信号の各論理値に対応して同相で変調され、その
周波数成分が出力される光信号に含まれる。また、求め
られる位相の差は動作点ドリフトの方向に応じて180度
異なる値となる。
したがって、バイアス制御回路が動作点ドリフトの方
向と同方向に光変調器の動作点を制御することにより、
光変調器から出力される光信号を安定化することができ
る。
向と同方向に光変調器の動作点を制御することにより、
光変調器から出力される光信号を安定化することができ
る。
（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す図である。
図において、光源である半導体レーザ21は、出射光を
外部変調器として用いられるMZ変調器22に与える。一
方、入力信号の低周波信号重畳回路として用いられる可
変利得アンプ23には、入力信号および低周波発振器24が
出力する所定周波数（＝fO）の低周波信号が入力され、
入力信号をこの低周波信号で振幅変調して出力する。こ
の出力信号は、所定の信号レベルを得る駆動アンプ25、
さらにコンデンサ26を介してMZ変調器22の一方の変調入
力端子に入力される。また、MZ変調器22の他方の変調入
力端子には、直列接続されたバイアスティ27および終端
抵抗器28が接続される。なお、駆動アンプ25、コンデン
サ26、バイアスティ27および終端抵抗器28は、MZ変調器
22の駆動回路に相当する。
外部変調器として用いられるMZ変調器22に与える。一
方、入力信号の低周波信号重畳回路として用いられる可
変利得アンプ23には、入力信号および低周波発振器24が
出力する所定周波数（＝fO）の低周波信号が入力され、
入力信号をこの低周波信号で振幅変調して出力する。こ
の出力信号は、所定の信号レベルを得る駆動アンプ25、
さらにコンデンサ26を介してMZ変調器22の一方の変調入
力端子に入力される。また、MZ変調器22の他方の変調入
力端子には、直列接続されたバイアスティ27および終端
抵抗器28が接続される。なお、駆動アンプ25、コンデン
サ26、バイアスティ27および終端抵抗器28は、MZ変調器
22の駆動回路に相当する。
MZ変調器22は、この駆動回路から与えられる信号によ
り半導体レーザ21の出射光を変調し光信号に変換して出
力する。
り半導体レーザ21の出射光を変調し光信号に変換して出
力する。
この光信号は、光分岐回路29によりその一部が分岐し
て取り出される。この分岐された光信号は、光−電気変
換を行うフォトダイオード30に入力され、その出力に得
られる電気信号はfOの周波数成分を選択増幅する帯域増
幅器31を介してミキサ32の一方の入力端子に入力され
る。また、ミキサ32の他方の入力端子には低周波発振器
24が出力する低周波信号が入力される。ミキサ32は、こ
れらの信号の位相を比較し、その位相差に応じた信号を
出力する。なお、分岐回路29、フォトダイオード30、帯
域増幅器31およびミキサ32は、バイアス制御回路に相当
する。
て取り出される。この分岐された光信号は、光−電気変
換を行うフォトダイオード30に入力され、その出力に得
られる電気信号はfOの周波数成分を選択増幅する帯域増
幅器31を介してミキサ32の一方の入力端子に入力され
る。また、ミキサ32の他方の入力端子には低周波発振器
24が出力する低周波信号が入力される。ミキサ32は、こ
れらの信号の位相を比較し、その位相差に応じた信号を
出力する。なお、分岐回路29、フォトダイオード30、帯
域増幅器31およびミキサ32は、バイアス制御回路に相当
する。
このバイアス制御回路の出力信号は、所定周波数以下
の信号を通過させる低域通過フィルタ33を介して差動ア
ンプ34の一方の入力端子に入力される。また、差動アン
プ34の他方の入力端子は、回路アースに接続される。差
動アンプ34の出力は、バイアスティ27に接続される。
の信号を通過させる低域通過フィルタ33を介して差動ア
ンプ34の一方の入力端子に入力される。また、差動アン
プ34の他方の入力端子は、回路アースに接続される。差
動アンプ34の出力は、バイアスティ27に接続される。
第２図は、外部変調器の出力光信号の波形を示す図で
ある。
ある。
第３図は、正方向の動作点ドリフト発生時における出
力光信号の波形を示す図である。
力光信号の波形を示す図である。
第４図は、負方向の動作点ドリフト発生時における出
力光信号の波形を示す図である。
力光信号の波形を示す図である。
以下、第１図〜第４図を参照して、MZ変調器22の動作
点ドリフトに応じた動作点の制御動作について説明す
る。
点ドリフトに応じた動作点の制御動作について説明す
る。
MZ変調器22で光信号に変換される入力信号の波形は、
第２図（ａ）に示されるように、入力信号に低周波信号
が重畳されたものである。このような入力信号で、第２
図（ｂ）に示す入出力特性を有するMZ変調器22を駆動す
ると、第２図（ｃ）に示すように周波数2fOの信号で振
幅変調された出力光信号が得られる。
第２図（ａ）に示されるように、入力信号に低周波信号
が重畳されたものである。このような入力信号で、第２
図（ｂ）に示す入出力特性を有するMZ変調器22を駆動す
ると、第２図（ｃ）に示すように周波数2fOの信号で振
幅変調された出力光信号が得られる。
動作点ドリフトがない状態では、入力信号の各論理レ
ベルに対応した駆動電圧VO、V1がMZ変調器22の入出カ特
性上でそれぞれ上下の尖頭値間（半周期）に設定されて
いるために、入力信号に重畳された低周波信号は、入力
信号の「０」レベルおよび「１」レベルで互いに逆相で
変調される。したがって、帯域増幅器31の出力には、fO
の周波数成分が検出されない。
ベルに対応した駆動電圧VO、V1がMZ変調器22の入出カ特
性上でそれぞれ上下の尖頭値間（半周期）に設定されて
いるために、入力信号に重畳された低周波信号は、入力
信号の「０」レベルおよび「１」レベルで互いに逆相で
変調される。したがって、帯域増幅器31の出力には、fO
の周波数成分が検出されない。
しかし、動作点ドリフトが生じると、第３図および第
４図に示すように、入力信号に重畳された低周波信号が
入力信号の「０」レベルおよび「１」レベルにおいて同
相で変調される。出力される光信号の平均電力はこのよ
うな同相変調に伴って周波数fOで変動し、その周波数成
分fOの位相はMZ変調器22の動作点ドリフトの方向に応じ
て、180度異なった値となる。したがって、ミキサ32の
出力には、その周波数成分fOと低周波発振器24が出力す
る低周波信号との位相差に応じた信号が得られる。
４図に示すように、入力信号に重畳された低周波信号が
入力信号の「０」レベルおよび「１」レベルにおいて同
相で変調される。出力される光信号の平均電力はこのよ
うな同相変調に伴って周波数fOで変動し、その周波数成
分fOの位相はMZ変調器22の動作点ドリフトの方向に応じ
て、180度異なった値となる。したがって、ミキサ32の
出力には、その周波数成分fOと低周波発振器24が出力す
る低周波信号との位相差に応じた信号が得られる。
差動アンプ34は、このような動作点ドリフトに応じた
信号により、出力光信号に周波数成分fOが含まれないよ
うに駆動電圧を制御し、動作点ドリフトを補正した最適
の動作点を保持する。
信号により、出力光信号に周波数成分fOが含まれないよ
うに駆動電圧を制御し、動作点ドリフトを補正した最適
の動作点を保持する。
なお、本実施例では、バイアスティを介して駆動電圧
を供給しているが、低周波で変調された入力信号の包絡
線が上下対称であり、かつ駆動アンプ25の直流出力電圧
が調整できれば、コンデンサ26およびバイアスティ27を
除いてもよい。また、ミキサ32に代えてアナログ乗算用
のICを用いてもよい。
を供給しているが、低周波で変調された入力信号の包絡
線が上下対称であり、かつ駆動アンプ25の直流出力電圧
が調整できれば、コンデンサ26およびバイアスティ27を
除いてもよい。また、ミキサ32に代えてアナログ乗算用
のICを用いてもよい。
以下に、このような動作点ドリフトに応じた動作点制
御の動作原理を定量的に説明する。
御の動作原理を定量的に説明する。
入力信号の各論理値に対応した入力信号の振幅（＝|V
0−V1|）をＶπとし、出力光信号の電カをそのピーク値
で正規化した値をＰとし、駆動電圧をＶπで正規化した
値をＶとすると、MZ変調器22の入出力特性は、 Ｐ（Ｖ）＝（１−cos（π（Ｖ−Vd）））/2 の式で与えられる。なお、Vdは、Ｖπで正規化された動
作点ドリフト電圧である。
0−V1|）をＶπとし、出力光信号の電カをそのピーク値
で正規化した値をＰとし、駆動電圧をＶπで正規化した
値をＶとすると、MZ変調器22の入出力特性は、 Ｐ（Ｖ）＝（１−cos（π（Ｖ−Vd）））/2 の式で与えられる。なお、Vdは、Ｖπで正規化された動
作点ドリフト電圧である。
ところで、振幅がＶπの入力信号に相当する入カ信号
に対して周波数fO（＝ω0/2π）の低周波信号により変
調度ｍで振幅変調を行うと、入力信号の論理レベル
「０」および「１」に対応する駆動電圧VO、V1は、 VO＝m sin（ωOt） V1＝１−m sin（ωOt） の各式で与えられる。また、ｍが十分小さい場合におい
て、これらの各論理レベルに対応じた出力光信号の電力
PO、P1は、 PO＝Ｐ（VO） ≒（１−cos（πVd）−πm sin（ωOt）sin（πVd）） /2P1＝Ｐ（V1） ≒（１＋cos（πVd）−πm sin（ωOt）sin（πVd））/
2 の各近似式で与えられる。さらに、入力信号の立ち上が
り時間および立ち下がり時間における出力光信号の平均
電力P2は、 の近似式で与えられる。
に対して周波数fO（＝ω0/2π）の低周波信号により変
調度ｍで振幅変調を行うと、入力信号の論理レベル
「０」および「１」に対応する駆動電圧VO、V1は、 VO＝m sin（ωOt） V1＝１−m sin（ωOt） の各式で与えられる。また、ｍが十分小さい場合におい
て、これらの各論理レベルに対応じた出力光信号の電力
PO、P1は、 PO＝Ｐ（VO） ≒（１−cos（πVd）−πm sin（ωOt）sin（πVd）） /2P1＝Ｐ（V1） ≒（１＋cos（πVd）−πm sin（ωOt）sin（πVd））/
2 の各近似式で与えられる。さらに、入力信号の立ち上が
り時間および立ち下がり時間における出力光信号の平均
電力P2は、 の近似式で与えられる。
第５図は、アイパターンにおける入力信号の各論理値
の出現確率を示す図である。
の出現確率を示す図である。
図において、Ｍは入力信号のマーク率を示し、ｒは入
力信号のビットレートfbと入力信号の立ち上がり時間お
よび立ち下がり時間（＝ｒ（1/fb））の関係を示す定数
である。
力信号のビットレートfbと入力信号の立ち上がり時間お
よび立ち下がり時間（＝ｒ（1/fb））の関係を示す定数
である。
したがって、このような出現確率を用いて、入力信号
に重畳される低周波信号の周期（＝1/fO）より十分短い
時間で平均した出力光信号の電力Pavは、 Pav＝（ｒ（１−Ｍ）２＋（１−ｒ）（１−Ｍ）PO ＋（rM2＋（１−ｒ）Ｍ）P1＋2r（１−Ｍ）MP2 ≡KOPO＋K1P1＋K2P2 の式で与えられる。なお、KO、K1およびK2は、それぞれ
上式中に示される比例定数である。
に重畳される低周波信号の周期（＝1/fO）より十分短い
時間で平均した出力光信号の電力Pavは、 Pav＝（ｒ（１−Ｍ）２＋（１−ｒ）（１−Ｍ）PO ＋（rM2＋（１−ｒ）Ｍ）P1＋2r（１−Ｍ）MP2 ≡KOPO＋K1P1＋K2P2 の式で与えられる。なお、KO、K1およびK2は、それぞれ
上式中に示される比例定数である。
したがって、出力光信号の電力Pavに含まれる低周波
信号の周波数fOの成分Ｐは、 Ｐ＝−｛（（ｒ（１−Ｍ）２＋（１−ｒ）（１−Ｍ）＋（rM2＋（１−ｒ）
Ｍ））（π/2）＋2r（１−Ｍ）Ｍ（2/π）｝×msin（πVd）sin（ωOt） の式で与えられる。したがって、周波数fOの成分Ｐは、
動作点ドリフトの方向（Vdの極性）によってその位相が
180度異なる。また、この周波数成分Ｐを基準周波数sin
（ωOt）と乗算すると、動作点ドリフトの方向に応じた
正負の直流成分を検出することができる。すなわち、こ
の直流成分を「０」とする制御を行うことによって、動
作点を最適に保持することができる。
信号の周波数fOの成分Ｐは、 Ｐ＝−｛（（ｒ（１−Ｍ）２＋（１−ｒ）（１−Ｍ）＋（rM2＋（１−ｒ）
Ｍ））（π/2）＋2r（１−Ｍ）Ｍ（2/π）｝×msin（πVd）sin（ωOt） の式で与えられる。したがって、周波数fOの成分Ｐは、
動作点ドリフトの方向（Vdの極性）によってその位相が
180度異なる。また、この周波数成分Ｐを基準周波数sin
（ωOt）と乗算すると、動作点ドリフトの方向に応じた
正負の直流成分を検出することができる。すなわち、こ
の直流成分を「０」とする制御を行うことによって、動
作点を最適に保持することができる。
なお、周波数成分Ｐが常に「０」となるのは動作点ド
リフトVdが「０」の場合だけであるので、入力信号の波
形に応じて変動するパラメータＭおよびｒに依存せずに
動作点を最適に制御できる。
リフトVdが「０」の場合だけであるので、入力信号の波
形に応じて変動するパラメータＭおよびｒに依存せずに
動作点を最適に制御できる。
（発明の効果） 上述したように、本発明によれば、入力信号に依存せ
ずに、変調器の動作点ドリフトに対応して最適動作点を
保持することができる。
ずに、変調器の動作点ドリフトに対応して最適動作点を
保持することができる。
したがって、変調器から出力される光信号が安定化さ
れてその消光比の劣化が防止され、変調器を実用システ
ムに導入することが可能となる。
れてその消光比の劣化が防止され、変調器を実用システ
ムに導入することが可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す図、 第２図は外部変調器の出力光信号の波形を示す図、 第３図は正方向の動作点ドリフト発生時における出力光
信号の波形を示す図、 第４図は負方向の動作点ドリフト発生時における出力光
信号の波形を示す図、 第５図はアイパターンにおける入力信号の各論理値の出
現確率を示す図、 第６図は外部変調器を用いた電気−光変換回路の基本構
成を示す図、 第７図はMZ変調器の入出カ特性を示す図である。 図において、 21、75は半導体レーザ、 22はマッハツェンダ型外部変調器（MZ変調器）、 23は可変利得アンプ、 24は低周波発振器、 25は駆動アンプ、 26はコンデンサ、 27はバイアスティ、 28は終端抵抗、 29は光分岐回路、 30はフォトダィオード 31は帯域増幅器、 32はミキサ、 33は高域遮断フィルタ、 34は差動アンプ、 71は外部変調器、 73は駆動回路である。
信号の波形を示す図、 第４図は負方向の動作点ドリフト発生時における出力光
信号の波形を示す図、 第５図はアイパターンにおける入力信号の各論理値の出
現確率を示す図、 第６図は外部変調器を用いた電気−光変換回路の基本構
成を示す図、 第７図はMZ変調器の入出カ特性を示す図である。 図において、 21、75は半導体レーザ、 22はマッハツェンダ型外部変調器（MZ変調器）、 23は可変利得アンプ、 24は低周波発振器、 25は駆動アンプ、 26はコンデンサ、 27はバイアスティ、 28は終端抵抗、 29は光分岐回路、 30はフォトダィオード 31は帯域増幅器、 32はミキサ、 33は高域遮断フィルタ、 34は差動アンプ、 71は外部変調器、 73は駆動回路である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−42365（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−38338（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−31919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−47701（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−39019（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (7)
- 【請求項１】入力信号の異なる電圧レベルに対してそれ
ぞれ該入力信号に比べて低い周波数を有する低周波信号
を互いに逆位相となるように重畳する低周波信号重畳回
路と、 バイアス電圧と、該低周波信号が重畳された入力信号と
が与えられ、変調された光信号を出力する光変調器と、 該光信号に含まれる低周波信号成分の検出結果に基づい
て、該バイアス電圧を制御するバイアス制御回路とを備
えた光送信器。 - 【請求項２】該低周波信号重畳回路は、該入力信号がデ
ィジタル信号の場合にハイレベルとローレベルにそれぞ
れに逆位相となるよう低周波信号を重畳することを特徴
とする請求項１記載の光送信器。 - 【請求項３】該バイアス制御回路は、該低周波信号と該
光信号に含まれる低周波信号成分を比較し、比較結果に
基づいて、該バイアス電圧を制御するバイアス制御回路
とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光送信器。 - 【請求項４】バイアス電圧と入力信号とが与えられ、該
入力信号により変調し、光信号を出力する光変調器の制
御回路において、 該入力信号の異なるレベルに対してそれぞれ該入力信号
に比べて低い周波数を有する低周波信号を互いに逆位相
となるように重畳する低周波信号重畳回路と、 該光信号に含まれる低周波信号成分を検出し、検出結果
に基づいて、該バイアス電圧を制御するバイアス制御回
路とを備えた光変調器の制御回路。 - 【請求項５】該低周波信号重畳回路は、該入力信号がデ
ィジタル信号の場合にハイレベルとローレベルにそれぞ
れに位相の異なるよう低周波信号を重畳することを特徴
とする請求項４の光変調器の制御回路。 - 【請求項６】該バイアス制御回路は、該低周波信号と該
光信号に含まれる低周波信号成分を比較し、比較結果に
基づいて、該バイアス電圧を制御するバイアス制御回路
とを備えたことを特徴とする請求項４の光変調器の制御
回路。 - 【請求項７】入力信号の異なる電圧レベルに対してそれ
ぞれ該入力信号に比べて低い周波数を有する低周波信号
を互いに逆位相となるように重畳し、 バイアス電圧と、該低周波信号が重畳された入力信号と
を光変調器に与え、変調された光信号を出力し、 該変調された光信号に含まれる低周波信号成分の検出結
果に基づいて、該バイアス電圧を制御することを特徴と
する光変調方式。
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|---|---|---|---|
| JP2050189A JP2642499B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 光送信器、光変調器の制御回路および光変調方法 |
| US07/662,412 US5170274A (en) | 1990-03-01 | 1991-02-28 | Optical transmitter |
| CA002037351A CA2037351C (en) | 1990-03-01 | 1991-02-28 | Optical transmitter |
| DE69127840T DE69127840T2 (de) | 1990-03-01 | 1991-02-28 | Optischer Sender |
| EP91103050A EP0444688B1 (en) | 1990-03-01 | 1991-02-28 | Optical transmitter |
| US08/904,454 USRE36088E (en) | 1990-03-01 | 1997-08-01 | Optical transmitter |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2050189A JP2642499B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 光送信器、光変調器の制御回路および光変調方法 |
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|---|---|
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| JP2642499B2 true JP2642499B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=12852223
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| US7031042B2 (en) | 2003-06-09 | 2006-04-18 | Hitachi Cable, Ltd. | Signal converter for converting digital input signal to optical modulation signal |
| US7245413B2 (en) | 2005-09-29 | 2007-07-17 | Yokogawa Electric Corporation | Light modulation apparatus and light modulator control method |
| US7257332B2 (en) | 2002-07-30 | 2007-08-14 | Fujitsu Limited | Optical transmitter and its control method |
| EP1972986A1 (en) | 2007-03-22 | 2008-09-24 | Yokogawa Electric Corporation | Light modulation apparatus and light modulator control method |
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| US7817923B2 (en) | 2005-05-23 | 2010-10-19 | Fujitsu Limited | Optical transmitting apparatus, optical receiving apparatus, and optical communication system comprising them |
| US7848659B2 (en) | 2005-09-16 | 2010-12-07 | Fujitsu Limited | Optical transmitting apparatus and optical communication system |
| US8000612B2 (en) | 2005-01-25 | 2011-08-16 | Panasonic Corporation | Optical transmission device |
| CN101884004B (zh) * | 2007-12-04 | 2012-10-10 | 株式会社藤仓 | 外部调制器的控制设备和方法 |
| US8483576B2 (en) | 2009-04-06 | 2013-07-09 | Fujitsu Limited | Driving method and driving apparatus for optical modulator, and optical transmitter using same |
| JP2013255263A (ja) * | 2007-07-13 | 2013-12-19 | Nec Corp | 光送信器、光変調制御回路、および光変調制御方法 |
| US9020361B2 (en) | 2009-09-08 | 2015-04-28 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical signal transmitter, and bias voltage control method |
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| JP2643874B2 (ja) * | 1994-11-30 | 1997-08-20 | 日本電気株式会社 | 光送信装置の光出力安定化回路 |
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| JP3742477B2 (ja) * | 1997-02-17 | 2006-02-01 | 富士通株式会社 | 光変調器 |
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| JP3881270B2 (ja) | 2002-03-26 | 2007-02-14 | 富士通株式会社 | 光変調器の駆動制御装置および駆動制御方法 |
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| JP4083657B2 (ja) | 2003-03-28 | 2008-04-30 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調器のバイアス制御方法及びその装置 |
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