JP3727136B2 - 歪補償装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、歪補償装置に関し、より特定的には、周波数多重された信号を光変調などを行う際に生じる歪みを、プリディストーション方式を用いて補償する歪補償装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光通信では、一般的に、送信側が、伝送すべき信号によって光の強度などを変調した光変調信号を送信し、受信側が、当該光変調信号を復調し、元の信号を得る。
ところで、半導体レーザなどの発光素子は、印加電流を変化させると、光出力のパワーも変化する。光変調信号は、このような現象を利用して生成される。しかしながら、光変調信号には、半導体レーザの非直線性による歪みが生じる。この歪みの影響は、デジタル信号を伝送する場合、比較的少ないが、アナログ信号を伝送する場合、顕著に現れ、データの伝送品質を劣化させるという問題点があった。
【0003】
この問題を解決するため方法の1つに、プリディストーション方式がある。この方式では、半導体レーザなどで生じる歪みを相殺するような歪信号が、伝送信号に足し合わされる。したがって、光変調が行われる際には、歪信号が、上記の非直線性によって生じる歪みを相殺する。こうして、データの伝送品質が劣化しないようにしている。以下には、プリディストーション方式を用いた光送信装置について、その構成を示す図5を参照して説明する。
【0004】
図5において、分岐部100は、半導体レーザなどからなる光変調部600により伝送信号(主信号)を2分岐する。2分岐された主信号の一方は、第1の経路を伝搬して位相反転合波部500に入力され、その他方は、第2の経路に出力される。第2の経路上には、歪発生部200、振幅調整部300及びディレイ量調整部400が配される。
歪発生部200は、主信号を入力すると、光変調部600で生じる歪みを相殺するような信号(歪信号)を生成する。振幅調整部300は、光変調部600で光変調信号を生成する際に生じる歪みと同じ振幅レベルになるように、歪信号の振幅レベルを調整する。ディレイ量調整部400は、第1の経路を伝搬する主信号と同じディレイ量になるように、歪信号のディレイ量を調整する。位相反転合波部500は、主信号と歪信号とを、位相差180度を持つようにして足し合わせる。そのため、位相反転合波部500からの出力信号は、主信号と、主信号によって光変調部600で光変調信号が生成される際に生じる歪みと同じ振幅レベルを持ち、かつ逆位相となる歪信号とからなる。したがって、光変調部600において、半導体レーザの非直線性によって生じる歪みは、歪信号によって相殺されるため、光変調信号には、歪みが生じない。
【0005】
しかしながら、図5に示す光送信装置において、歪発生部200を構成する非線形回路は、広帯域にわたって一定のディレイ量ではなく、周波数成分毎でディレイ量が異なる。したがって、広帯域な信号、例えば、周波数多重信号を伝送する場合、ディレイ量調整部400は、すべての周波数帯域にわたって、歪信号のディレイ量を、第1の経路上を伝搬する主信号(周波数多重信号)のディレイ量に等しくすること、つまり周波数偏差をなくすことが難しい。そのため、図5に示す光送信装置では、周波数多重信号などの周波数成分毎で、歪み補償の効果にかなりの差が生じるなどの問題が生じていた。
【0006】
そのため、図5に示す光送信装置に位相等化部を適用するという方法が採られている。以下には、位相等化部を用いた光送信装置について、その構成を示す図6を参照して、説明する。図6において、光送信装置は、図5に示す構成と比較して、位相等化部601を備える点を除いて同様であるため、相当する構成には、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。位相等化部601は、コイル、抵抗及びコンデンサからなり、歪発生部200で生成された歪信号について低域、中域及び高域の周波数において、ディレイ量の周波数偏差を等化する。こうして、歪信号のディレイ量の周波数偏差が補正される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図6に示す光送信装置では、歪発生部200を構成する非線形回路で生じるディレイ量の周波数偏差を完全に等化することは難しく、また位相等化部自体の回路構成も複雑となり、微調整が必要となるなどの問題があった。それゆえに、本発明は、プリディストーション方式により周波数多重信号を光変調などする場合において、周波数成分毎で、ばらつきなく均一に歪みを補償することができ、かつ回路構成及びその微調整が容易な歪補償装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第1の発明は、周波数多重された信号を、所定の方式で変調する際に生じる歪をプリディストーション方式を用いて補償する歪補償装置であって、
周波数多重された電気信号を、第1及び第2の周波数多重信号に分岐する第1の分岐部と、
第2の周波数多重信号を用いて歪信号を発生して出力する歪発生部と、
第1の周波数多重信号に、歪発生部が有するディレイ量の周波数偏差と同一特性を与えるディレイ量周波数偏差調整部と、
歪信号と、ディレイ量周波数偏差調整部から出力される第1の周波数多重信号とを、位相差180度を持つように合波する第1の位相反転合波部とを備える。
【0009】
プリディストーション方式を用いる場合、歪信号を周波数多重信号から生成すると、ディレイ量の周波数偏差が生じる。しかし、第1の発明によれば、ディレイ量周波数偏差調整部は、第1の周波数多重信号にディレイ量の周波数偏差を与える。第1の位相反転合波部は、上記のような第1の周波数多重信号と歪信号とを、位相差180度を持つように合波する。この第1の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ1波1波の歪補償量を均一にすることができる。
【0010】
第2の発明は、第1の発明において、歪信号の振幅レベルを調整する振幅調整部をさらに備える。
【0011】
第2の発明によれば、歪信号の振幅レベルを調整することができるので、この第1の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調する際に、周波数多重信号が持つ1波1波の歪補償量をさらに均一にすることができる。
【0012】
第3の発明は、第1又は第2の発明において、歪信号のディレイ量を調整するディレイ量調整部をさらに備える。
【0013】
第3の発明によれば、歪信号が持つディレイ量の絶対値を調整することができる。かかる絶対値の調整は、周知のように簡単である。これによって、歪補償装置の回路構成及びその微調整が容易になる。
【0014】
第4の発明は、第1〜第3のいずれかの発明において、歪発生部は、
第2の周波数多重信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように、第1及び第2の信号に分岐する位相反転分岐部と、
第1及び第2の信号に周波数偏差と同一の特性を与える第1及び第2の非線形回路と、
第1及び第2の非線形回路からの出力信号を合波する合波部とを含み、
第1及び第2の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
合波部からの出力信号は、入力信号の2次歪成分のみからなることとを特徴とする。
【0015】
第4の発明によれば、この第1の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ1波1波の2次歪みの補償量を均一にすることができる。
【0016】
第5の発明は、第1〜第3の発明において、歪発生部は、
第1の分岐部からの入力信号を2分岐する第2の分岐部と、
第2の分岐部で2分岐されたいずれか一方の信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように第1及び第2の分岐信号に分岐する位相反転分岐部と、
1及び第2の分岐信号に、周波数偏差と同一の特性を与える第1及び第2の非線形回路と、
第1及び第2の非線形回路からの出力信号を逆位相で合波する第2の位相反転合波部と、
第1の分岐信号と、第2の位相反転合波部からの出力信号とを逆位相で合波する第3の位相反転合波部とを含み、
第1及び第2の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
第2の位相反転合波部からの出力信号は、入力信号の主信号及びその3次歪成分からなることと、
第3の位相反転合波部からの出力信号は、入力信号の3次歪成分のみからなることとを特徴とする。
【0017】
第5の発明によれば、この第1の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ1波1波の3次歪みの補償量を均一にすることができる。
【0018】
第6の発明は、第4又は第5の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部と、第1及び第2の非線形回路とには、同じ非線形回路が用いられることを特徴とする。
【0019】
第6の発明によれば、周波数多重信号が持つ1波1波の歪補償量を容易に均一にすることができる。
【0020】
第7の発明は、第6の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部の非線形回路は、線形領域で動作し、
ディレイ量周波数偏差調整部が与える周波数偏差が、歪発生部が内部に含む非線形回路により生じるディレイ量の周波数偏差からずれることなく、かつ当該ディレイ量周波数偏差調整部の非線形回路からの出力信号に歪成分を生じさせないことを特徴とする。
【0021】
第7の発明によれば、第1の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ1波1波の歪補償量をさらに均一にすることができる。
【0022】
第8の発明は、第2の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
歪発生部は、
第1の分岐部からの入力信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように、第1及び第2の信号に分岐する位相反転分岐部と、
第1及び第2の信号に周波数偏差と同一の特性を与える第1及び第2の非線形回路と、
第1及び第2の非線形回路からの出力信号を合波する合波部とを含み、
第1及び第2の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
合波部からの出力信号は、入力信号の2次歪成分のみからなることと、
振幅調整部は、非線形回路からの出力信号が歪成分を含む場合には、歪信号によって当該歪成分を相殺するように、当該歪信号の振幅レベルを調整することとを特徴とする。
【0023】
第8の発明によれば、ディレイ量周波数偏差調整部により歪みが生じても、当該歪みは、歪信号により補償される。これによって、ディレイ量周波数偏差調整部の動作条件の設定が容易になる。また、この第1の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ1波1波の2次歪みの補償量を均一にすることができる。
【0024】
第9の発明は、第2の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
歪発生部は、
第1の分岐部からの入力信号を2分岐する第2の分岐部と、
第2の分岐部で2分岐されたいずれか一方の信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように第1及び第2の分岐信号に分岐する位相反転分岐部と、
1及び第2の分岐信号に、周波数偏差と同一の特性を与える第1及び第2の非線形回路と、
第1及び第2の非線形回路からの出力信号を逆位相で合波する第2の位相反転合波部と、
第1の分岐信号と、第2の位相反転合波部からの出力信号とを逆位相で合波する第3の位相反転合波部とを含み、
第1及び第2の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
第2の位相反転合波部からの出力信号は、入力信号の主信号及びその3次歪成分からなることと、
第3の位相反転合波部からの出力信号は、入力信号の3次歪成分のみからなることと、
振幅調整部は、非線形回路からの出力信号が歪成分を含む場合には、歪信号によって当該歪成分を相殺するように、当該歪信号の振幅レベルを調整することとを特徴とする。
【0025】
第9の発明によれば、ディレイ量周波数偏差調整部により歪みが生じても、当該歪みは、歪信号により補償される。これによって、ディレイ量周波数偏差調整部の動作条件の設定が容易になる。また、この第1の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ1波1波の3次歪みの補償量を均一にすることができる。
【0026】
第10の発明は、周波数多重された信号を、所定の方式により変調する際に生じる歪みをプリディストーション方式を用いて補償する歪補償装置であって、
周波数多重された電気信号を、第1及び第2の周波数多重信号に分岐する第1の分岐部と、
第2の周波数多重信号を用いて歪信号を発生して出力する歪発生部と、
第1の周波数多重信号に、歪発生部が有するディレイ量の周波数偏差と同一特性を与えるディレイ量周波数偏差調整部と、
歪信号と、ディレイ量周波数偏差調整部から出力される第1の周波数多重信号とを、位相差180度を持つように合波する第1の位相反転合波部とを備え、
歪発生部は、
第2の経路を伝搬する第2の周波数多重信号を第 1 及び第2の分岐信号に2分岐する第2の分岐部と、
ディレイ量周波数偏差調整部と同一のディレイ量の周波数特性を持ち、1の分岐信号に歪成分を含ませて出力する非線形回路と、
2の分岐信号の振幅レベルを調整して出力する第2の振幅調整部と、
2の分岐信号のディレイ量を調整して出力する第2のディレイ量調整部と、
第1及び第2の分岐信号を逆位相で合波する第2の位相反転合波部とを含む。
【0027】
第10の発明によれば、この第1の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ1波1波の補償量を均一にすることができる。
【0028】
第11の発明は、第10の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部と、非線形回路とには、同じ非線形回路が用いられることを特徴とする。
【0029】
第11の発明によれば、周波数多重信号が持つ1波1波の歪補償量を容易に均一にすることができる。
【0030】
第12の発明は、第10の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
第2の位相反転合波部からの出力信号は、第1の周波数多重信号の2次及び3次歪成分のみからなり、
ディレイ量周波数偏差調整部を構成する非線形回路は、第2の位相反転合波部からの出力信号から3次歪成分を、第1の位相反転合波部で相殺するように動作条件を設定されることを特徴とする。
【0031】
第12の発明によれば、ディレイ量周波数偏差調整部により歪みが生じても、当該歪みは、歪信号により補償される。これによって、ディレイ量周波数偏差調整部の動作条件の設定が容易になる。また、この第1の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ1波1波の2次歪みの補償量を均一にすることができる。
【0032】
第13の発明は、第10の発明において、ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
第2の位相反転合波部からの出力信号は、第1の周波数多重信号の2次及び3次歪成分のみからなり、
ディレイ量周波数偏差調整部を構成する非線形回路は、第2の位相反転合波部からの出力信号から2次歪成分を、第1の位相反転合波部で相殺するように動作条件を設定されることを特徴とする。
【0033】
第13の発明によれば、ディレイ量周波数偏差調整部により歪みが生じても、当該歪みは、歪信号により補償される。これによって、ディレイ量周波数偏差調整部の動作条件の設定が容易になる。また、この第1の位相反転合波部からの出力信号によって、上記所定の方式で変調すると、周波数多重信号が持つ1波1波の3次歪みの補償量を均一にすることができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施形態に係る歪補償装置(点線内部参照)を適用した光送信装置の構成を示す図である。図1において、歪補償装置は、第1の分岐部100と、歪発生部200と、第1の振幅調整部300と、第1のディレイ量調整部400と、第1の位相反転合波部500と、ディレイ量周波数偏差調整部700とを備える。
第1の分岐部100は、外部から入力され、半導体レーザなどからなる光変調部600により光変調すべき主信号(周波数多重信号)を、第1及び第2の周波数多重信号に分岐する。第1の周波数多重信号は第1の経路に、また、第2の周波数多重信号は第2の経路に出力される。この第1の経路上には、ディレイ量周波数偏差調整部700が、また、第2の経路上には、歪発生部200、第1の振幅調整部300及び第1のディレイ量調整部400が配される。
歪発生部200は、第2の周波数多重信号を入力すると、光変調部600で生じる歪みを相殺するような信号(以下、「歪信号」と称する)を生成する。歪信号は、周波数成分毎で互いに異なるディレイ量(ディレイ量の周波数偏差)を持つ。第1の振幅調整部300は、本歪補償装置の後段に配される光変調部600で光変調信号を生成する際に生じる歪みと同じ振幅の信号になるように、歪信号の振幅レベルを調整する。第1のディレイ量調整部400は、第1の経路を伝搬する第1の周波数多重信号と同じディレイ量になるように、歪信号のディレイ量を調整する。
ディレイ量周波数偏差調整部700は、第2の経路を伝搬する歪信号が持つディレイ量の周波数偏差と同一のものを、第1の経路を伝搬する第1の周波数多重信号に与える。
第1の位相反転合波部500は、ディレイ量の周波数偏差が与えられた第1の周波数多重信号と、歪信号とを位相差180度を持つようにして足し合わせて出力する。そのため、第1の位相反転合波部500からの出力信号は、第1の周波数多重信号と、第1の周波数多重信号を用いて光変調部600で光変調信号が生成される際に生じる歪みと同じ振幅レベルを持ち、かつ当該歪みとは逆位相となる歪信号からなる。したがって、光変調部600において、半導体レーザの非直線性によって生じる歪みは、歪信号によって相殺されるため、光変調信号は歪みを生じない。
【0035】
ところで、歪信号には、歪発生部200を構成する非線形回路によってディレイ量の周波数偏差が与えられる。つまり、歪信号の周波数成分毎でディレイ量が異なる。しかしながら、ディレイ量周波数偏差調整部700は、非線形回路によって与えられるディレイ量の周波数偏差の特性と同じ特性を、第1の周波数多重信号に与える。そのため、第1のディレイ量調整部400では、ディレイ量の絶対値の調整だけを行えばよい。これによって、周波数多重信号を光変調する場合においても、周波数成分毎で、ばらつきなく均一に歪みを補償でき、しかも、回路構成及びその調整が容易な歪補償装置を提供することができる。
【0036】
なお、第1の分岐部100の分岐比は、特に指定する必要はない。しかしながら、光変調部600で生じる歪みの振幅レベルが予め分かっており、かつ歪発生部200の入力(第2の周波数多重信号)に対する出力(歪信号)の大きさが把握できる場合には、第1の分岐部100の分岐比を適切に設定することによって、第1の振幅調整部300を省略することもできる。
また、図1に示す第1の経路を、適切な長さに設定することにより、第1のディレイ量調整部400を省略することもできる。
【0037】
また、ディレイ量周波数偏差調整部700を非線形回路で構成する場合、当該非線形回路は線形領域で動作させ、当該ディレイ量周波数偏差調整部700からの出力信号が歪まないようにすることが望ましい。しかしながら、この出力信号が歪むような場合であっても、歪発生部200が生成する歪信号によって、当該出力信号に生じる歪みを相殺することができる。ただし、この場合には、上記の非線形回路で生じる歪みを相殺した後の歪信号が持つ振幅レベルを、光変調部600で生じる歪みが持つ振幅レベルと同じにする必要がある。
【0038】
次に、歪発生部200の構成例を、図2又は図3を参照して、説明する。図2は、歪発生部200(図1参照)の第1の構成例を示すブロック図である。図2において、歪発生部200は、第1の位相反転分岐部201と、第1の非線形回路202と、第2の非線形回路203と、合波部204とを含んでおり、歪信号(2次歪成分のみから成る)を発生する。
位相反転分岐部201は、第1の分岐部100から入力される第2の周波数多重信号を2分岐して1次パス及び2次パスに出力する。この1次パス及び2次パスに出力される信号は、位相差180度の関係を持っており、第1の非線形回路202及び第2の非線形回路203に入力される。第1の非線形回路202及び第2の非線形回路203からの出力信号は、主信号、2次歪成分及び3次歪成分をそれぞれ持つ。両者の主信号及び3次歪成分は、位相差180度を持つが、両者の2次歪成分は同位相である。したがって、第1の非線形回路202及び第2の非線形回路203からの出力信号を合波部204で合波すると、主信号と3次歪成分は相殺され、2次歪成分だけが歪信号として出力される。
【0039】
また、図3は、歪発生部200(図1参照)の第2の構成例を示すブロック図である。図3において、歪発生部200は、第2の分岐部301と、位相反転分岐部302と、第1の非線形回路303と、第2の非線形回路304と、第2の位相反転合波部305と、第2の振幅調整部306と、第2のディレイ量調整部307と、第3の位相反転合波部308とを含んでおり、歪信号(3次歪成分のみから成る)を発生する。
第2の分岐部301は、第1の分岐部100から入力される第2の周波数多重信号を2分岐して第1のパス及び第2のパスに出力する。位相反転分岐部302は、第2の分岐部301から第1のパスを介して入力される第2の周波数多重信号を2分岐して1次パス及び2次パスに出力する。この1次パス及び2次パスに出力される信号は、位相差180度の関係を持っており、第1の非線形回路303及び第2の非線形回路304に入力される。第1の非線形回路303及び第2の非線形回路303からの出力信号は、主信号、2次歪成分及び3次歪成分をそれぞれ持つ。両者の主信号及び3次歪成分は、位相差180度を持つが、2次歪成分は同位相である。したがって、第1の非線形回路202及び第2の非線形回路203からの出力信号を逆位相の関係をもって、第2の位相反転合波部305で合波すると、2次歪成分だけが相殺され、主信号と3次歪成分が出力される。第2の振幅調整部306は、第1の位相反転合波部305からの出力信号に含まれる主信号の振幅レベルを、第1のパスを伝搬して第3の位相反転合波部308に入力される第2の周波数多重信号が持つ振幅レベルと同一になるよう調整する。第2のディレイ量調整部307は、第2の振幅調整部306からの出力信号が持つディレイ量を、第1のパスを伝搬する第2の周波数多重信号が持つディレイ量と同一になるように調整する。
第3の位相反転合波部308は、第1のパスを伝搬する第2の周波数多重信号と、第2のディレイ量調整部307からの出力信号とを逆位相の関係で合波する。第2の周波数多重信号と、第2のディレイ量調整部307からの出力信号の主信号は、同一の振幅レベル及びディレイ量を持つので、主信号だけが相殺され、3次歪成分が歪信号として、第3の位相反転合波部308から出力される。
【0040】
また、図4は、本発明の第2の実施形態に係る歪補償装置の全体構成を示すブロック図であって、特に、当該歪補償装置が備える歪発生部200の、第3の構成例を示している。図4に示す歪補償装置において、図1に示す構成に相当するものには、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。ここで、歪発生部200は、第2の分岐部401と、ディレイ量周波数偏差調整部700を構成する非線形回路と同一のディレイ量の周波数偏差の特性を持つ非線形回路402と、第2の振幅調整部403と、第2のディレイ量調整部404と、第2の位相反転合波部405とを含み、2次及び3次歪からなる歪信号を発生できる。
【0041】
歪発生部200において、第2の分岐部401は、第1の分岐部100から入力される第2の周波数多重信号を2分岐して1次パス及び2次パスに出力する。この1次パス上には、非線形回路402が、また、2次パス上には、第2の振幅調整部403及び第2のディレイ量調整部404が配される。非線形回路402は、入力される第2の周波数多重信号に基づいて、2次及び3次歪成分を持つ信号を出力する。
また、第2の振幅調整部403は、2次パスを伝搬する第2の周波数多重信号が持つ振幅レベルを、非線形回路402から出力される信号の主信号が持つ振幅レベルと同一になるように調整する。第2のディレイ量調整部404は、2次パスを伝搬する第2の周波数多重信号が持つディレイ量を、非線形回路402から出力される信号が持つディレイ量と同一になるように調整する。
第2の位相反転合波部405は、非線形回路402及び第2のディレイ量調整部404からの出力信号を、逆位相の関係をもって合波する。そのため、第2の位相反転合波部405からの出力信号は、非線形回路402からの出力信号の主信号のみが相殺され、2次歪成分及び3次歪成分が歪信号として出力される。
【0042】
しかしながら、非線形回路402の動作条件(バイアス電圧など)は、光変調部600(図1参照)で生じる2次歪成分のみを補償する場合、非線形回路402からの出力信号が主信号及び2次歪成分だけとなるように設定することが望ましい。
また、光変調部600で生じる3次歪成分のみを補償する場合、非線形回路402からの出力信号が主信号及び3次歪成分だけとなるように設定することが望ましい。
このように、非線形回路402からの出力信号と、振幅レベル及びディレイ量が調整され、2次パスを伝搬する第2の周波数多重信号とを位相反転合波部405に入力することによって、第2の位相反転合波部405からの出力信号は、上述した動作条件に応じて、光変調部600において補償する歪成分だけを得ることができる。
【0043】
また、ディレイ量周波数偏差調整部700を構成する非線形回路を非線形領域で動作させる場合、第1の位相反転合波部500に入力される第1の周波数多重信号は歪成分を含み、さらに、図4に示す歪発生部200から出力される歪信号が2次及び3次歪成分を含む場合に、第1の位相反転合波部500において、第1の周波数多重信号が含む歪成分を完全には相殺させないでおく。このように、歪発生部200やディレイ量周波数偏差調整部700を調整すると、光変調部600に入力する第1の周波数多重信号には、歪成分が残ることとなる。歪成分を残しておけば、非直線性を持つ半導体レーザなどからなる光変調部600で生成される光変調信号は歪まない。
【0044】
なお、上記の実施形態においては、本歪補償装置を光通信に適用した場合を取り上げて説明した。しかしながら、本歪補償装置は、光通信に限られるものではなく、プリディストーション方式を用いる全ての通信に適用することが可能である。
また、本歪補償装置においては、非線形回路として、入力信号と出力信号との間の関係に非線形性を持つ素子、例えば、ダイオード、FET又はトランジスターを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る歪補償装置を適用した光送信装置の構成を示す図である。
【図2】歪発生部200(図1参照)の第1の構成例を示すブロック図である。
【図3】歪発生部200(図2参照)の第2の構成例を示すブロック図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る歪補償装置の全体構成を示すブロック図であって、特に、歪発生部200の第3の構成例を示している。
【図5】従来の歪補償装置(第1の構成例)を適用した光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図6】従来の歪補償装置(第2の構成例)を適用した光送信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
100…第1の分岐部
200…歪発生部
300…第1の振幅調整部
400…第1のディレイ量調整部
500…第1の位相反転合波部
600…光変調部
700…ディレイ量周波数偏差調整部
201,302…第2の位相反転分岐部
202,303…第1の非線形回路
203,304…第2の非線形回路
204…合波部
305,405…第2の位相反転合波部
306,403…第2の振幅調整部
307,404…第2のディレイ量調整部
308…第3の位相反転合波部
401…第2の分岐部
402…非線形回路
Claims (13)
- 周波数多重された電気信号を、第1及び第2の周波数多重信号に分岐する第1の分岐部と、
前記第2の周波数多重信号を用いて歪信号を発生して出力する歪発生部と、
前記第1の周波数多重信号に、前記歪発生部が有するディレイ量の周波数偏差と同一特性を与えるディレイ量周波数偏差調整部と、
前記歪信号と、前記ディレイ量周波数偏差調整部から出力される第1の周波数多重信号とを、位相差180度を持つように合波する第1の位相反転合波部とを備える、歪補償装置。 - 前記歪信号の振幅レベルを調整する振幅調整部をさらに備える、請求項1に記載の歪補償装置。
- 前記歪信号のディレイ量を調整するディレイ量調整部をさらに備える、請求項1又は2に記載の歪補償装置。
- 前記歪発生部は、
前記第2の周波数多重信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように、第1及び第2の信号に分岐する位相反転分岐部と、
前記第1及び第2の信号に前記周波数偏差と同一の特性を与える第1及び第2の非線形回路と、
前記第1及び第2の非線形回路からの出力信号を合波する合波部とを含み、
前記第1及び第2の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
前記合波部からの出力信号は、前記入力信号の2次歪成分のみからなることとを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の歪補償装置。 - 前記歪発生部は、
前記第1の分岐部からの入力信号を2分岐する第2の分岐部と、
前記第2の分岐部で2分岐されたいずれか一方の信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように第1及び第2の分岐信号に分岐する位相反転分岐部と、
前記1及び第2の分岐信号に、前記周波数偏差と同一の特性を与える第1及び第2の非線形回路と、
前記第1及び第2の非線形回路からの出力信号を逆位相で合波する第2の位相反転合波部と、
前記第1の分岐信号と、前記第2の位相反転合波部からの出力信号とを逆位相で合波する第3の位相反転合波部とを含み、
前記第1及び第2の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
前記第2の位相反転合波部からの出力信号は、前記入力信号の主信号及びその3次歪成分からなることと、
前記第3の位相反転合波部からの出力信号は、前記入力信号の3次歪成分のみからなることとを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の歪補償装置。 - 前記ディレイ量周波数偏差調整部と、前記第1及び第2の非線形回路とには、同じ非線形回路が用いられることを特徴とする、請求項4又は5に記載の歪補償装置。
- 前記ディレイ量周波数偏差調整部の非線形回路は、線形領域で動作し、
前記ディレイ量周波数偏差調整部が与える周波数偏差が、前記歪発生部が内部に含む非線形回路により生じるディレイ量の周波数偏差からずれることなく、かつ当該ディレイ量周波数偏差調整部の非線形回路からの出力信号に歪成分を生じさせないことを特徴とする、請求項6に記載の歪補償装置。 - 前記ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
前記歪発生部は、
前記第1の分岐部からの入力信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように、第1及び第2の信号に分岐する位相反転分岐部と、
前記第1及び第2の信号に前記周波数偏差と同一の特性を与える第1及び第2の非線形回路と、
前記第1及び第2の非線形回路からの出力信号を合波する合波部とを含み、
前記第1及び第2の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
前記合波部からの出力信号は、前記入力信号の2次歪成分のみからなることと、
前記振幅調整部は、前記非線形回路からの出力信号が歪成分を含む場合には、
前記歪信号によって当該歪成分を相殺するように、当該歪信号の振幅レベルを調整することとを特徴とする、請求項2に記載の歪補償装置。 - 前記ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
前記歪発生部は、
前記第1の分岐部からの入力信号を2分岐する第2の分岐部と、
前記第2の分岐部で2分岐されたいずれか一方の信号を、振幅レベルが等しくかつ逆位相となるように第1及び第2の分岐信号に分岐する位相反転分岐部と、
前記1及び第2の分岐信号に、前記周波数偏差と同一の特性を与える第1及び第2の非線形回路と、
前記第1及び第2の非線形回路からの出力信号を逆位相で合波する第2の位相反転合波部と、
前記第1の分岐信号と、前記第2の位相反転合波部からの出力信号とを逆位相で合波する第3の位相反転合波部とを含み、
前記第1及び第2の非線形回路は、それぞれが出力する信号の振幅レベルが同一になるように、動作条件を設定することと、
前記第2の位相反転合波部からの出力信号は、前記入力信号の主信号及びその3次歪成分からなることと、
前記第3の位相反転合波部からの出力信号は、前記入力信号の3次歪成分のみからなることと、
前記振幅調整部は、前記非線形回路からの出力信号が歪成分を含む場合には、前記歪信号によって当該歪成分を相殺するように、当該歪信号の振幅レベルを調整することとを特徴とする、請求項2に記載の歪補償装置。 - 周波数多重された電気信号を、第1及び第2の周波数多重信号に分岐する第1の分岐部と、
前記第2の周波数多重信号を用いて歪信号を発生して出力する歪発生部と、
前記第1の周波数多重信号に、前記歪発生部が有するディレイ量の周波数偏差と同一特性を与えるディレイ量周波数偏差調整部と、
前記歪信号と、前記ディレイ量周波数偏差調整部から出力される第1の周波数多重信号とを、位相差180度を持つように合波する第1の位相反転合波部とを備え、
前記歪発生部は、
前記第2の経路を伝搬する第2の周波数多重信号を第 1 及び第2の分岐信号に2分岐する第2の分岐部と、
前記ディレイ量周波数偏差調整部と同一のディレイ量の周波数特性を持ち、前記1の分岐信号に歪成分を含ませて出力する非線形回路と、
前記2の分岐信号の振幅レベルを調整して出力する第2の振幅調整部と、
前記2の分岐信号のディレイ量を調整して出力する第2のディレイ量調整部と、
前記第1及び前記第2の分岐信号を逆位相で合波する第2の位相反転合波部とを含む、歪補償装置。 - 前記ディレイ量周波数偏差調整部と、前記非線形回路とには、同じ非線形回路が用いられることを特徴とする、請求項10に記載の歪補償装置。
- 前記ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
前記第2の位相反転合波部からの出力信号は、前記第1の周波数多重信号の2次及び3次歪成分のみからなり、
前記ディレイ量周波数偏差調整部を構成する非線形回路は、前記第2の位相反転合波部からの出力信号から3次歪成分を、前記第1の位相反転合波部で相殺するように動作条件を設定されることを特徴とする、請求項10に記載の歪補償装置。 - 前記ディレイ量周波数偏差調整部は、非線形回路で構成されており、
前記第2の位相反転合波部からの出力信号は、前記第1の周波数多重信号の2次及び3次歪成分のみからなり、
前記ディレイ量周波数偏差調整部を構成する非線形回路は、前記第2の位相反転合波部からの出力信号から2次歪成分を、前記第1の位相反転合波部で相殺するように動作条件を設定されることを特徴とする、請求項10に記載の歪補償装置。
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