JP4704596B2 - 光4値変調器および光4値変調方法 - Google Patents
光4値変調器および光4値変調方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、光通信システムに用いられ、2値ビットパターン信号を光4値変調信号に変調する光4値変調器および光4値変調方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、通常の光伝送システムで用いられている2値変調方式と同軸PCM伝送システムに用いられる多値変調方式とを同じ伝送速度という条件で比較した場合、2値変調方式に比して多値変調方式の方が、伝送容量を増大できることが知られている。たとえば、2つの2値変調符号を1つの4値変調符号にすることによって、2倍の伝送容量が実現される。従って、この多値変調方式は、伝送容量の増加が求められる光伝送システムにおいても有効な方式であるといえる。
【0003】
一方、従来から、光伝送システムにおける光多値変調手法としては、光源となるレーザダイオードや発光ダイオードからの光出力を、多値符号電流で直接駆動させる直接変調によって行われていた。この場合、光出力は駆動多値電流に比例した光多値変調符号となるため、光源には、多値符号に対する出力光の線形性が求められる。しかしながら、通常の光源に用いられるレーザダイオードや発光ダイオードは、非線形性を有しているため、多値符号電流に対して安定した光多値変調出力を得ることが困難であった。
【0004】
そこで、レーザダイオードや発光ダイオードが有する非線形性を回避し、安定した光出力を得る手段として直接変調を行わずに、リチウムナイオベイト・マッハツェンダ光変調器を用いた多値変調方式が提案されている。
【0005】
図11は、このリチウムナイオベイト・マッハツェンダ光変調器を用いた従来の光多値変調器の構成を示す図である(特開平1−223837号公報参照)。図11において、この光変調器は、レーザダイオード駆動回路20、レーザダイオード21、第1駆動回路22a、第2駆動回路22b、第1導波路型光変調部23a、第2導波路型光変調部23b、導波路型光分配部24、導波路型光合波部25、リチウムナイオベイト基盤26、および光ファイバ27を有する。
【0006】
図11において、レーザダイオード駆動回路20によって駆動されたレーザダイオード21は、常に連続光を出力している。出力された連続光は、リチウムナイオベイト基盤26上に形成された導波路型光分配部24に入力され、導波路型光分配部24において2分岐された光出力は、それぞれリチウムナイオベイト基盤26上に形成された第1導波路型光変調部23aおよび第2導波路型光変調部23bに入力される。第1導波路型光変調部23aおよび第2導波路型光変調部23bは、それぞれ第1駆動回路22aと第2駆動回路22bとによって駆動され、第1導波路型光変調部23aおよび第2導波路型光変調部23bによって変調された変調信号は、導波路型光合波部25によって合波され、光ファイバ27に出力される。
【0007】
第1導波路型光変調部23aおよび第2導波路型光変調部23bは、それぞれ第1駆動回路22aおよび第2駆動回路22bによって独立に駆動される。ここで、図12は、第1駆動回路22aおよび第2駆動回路22bから出力される2値ビットパターン信号の一例を示す波形図である。また、図13は、図12に示した2値ビットパターン信号をもとに変調出力される光多値変調信号の一例を示す波形図である。このように、図12に示した第1駆動回路22aおよび第2駆動回路22bから出力される2つの2値ビットパターン信号をもとに、図13に示した光多値変調信号が出力される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の光変調器では、第1駆動回路22aから出力される2値ビットパターン信号の振幅と第2駆動回路22bから出力される2値ビットパターン信号の振幅との比が1対1であるため、2つの2値ビットパターン信号が示す符号から3値の変調符号しか得られていない。したがって、同じ伝送速度で比較した場合、多値変調を行うことによる伝送容量の増加は1.5倍であり、多値符号効率が大きくないという問題点があった。
【0009】
一方、リチウムナイオベイト・マッハッエンダ型外部変調器を用いた場合、一般的に温度変化による熱ドリフトや電極に印加したDC電圧が素子表面に形成する電荷分布によるDCドリフトの要因によって、DCバイアス動作点が変動してしまい、時間変動によって出力光波形が歪み、安定した伝送を行うことができないという問題点があった。
【0010】
さらに、レーザダイオード21などの光源は、温度変化や経年変化等によって出力レベル変動が生じ、このために安定した光伝送を行うことができない場合が生ずるという問題点もあった。
【0011】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、多値符号効率を高め、波形歪みがなく、安定した光4値変調信号を出力することができる光4値変調器および光4値変調方法を得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる光4値変調器は、連続光を発生する光源と、所望の第1振幅電圧を有する第1の2値ビットパターン信号を出力する第1の駆動回路と、前記第1の駆動回路の出力とは異なる所望の第2振幅電圧を有する第2の2値ビットパターン信号を出力する第2の駆動回路と、第1電極から入力される前記第1の2値ビットパターン信号および第2電極から入力される前記第2の2値ビットパターン信号によって前記光源が発生する連続光を強度変調する2電極型のマッハツェンダ型光変調器と、前記第1電極あるいは前記第2電極の一方に直流バイアスを印加する直流バイアス印加手段とを備え、前記第1振幅電圧と前記第2振幅電圧との和電圧は、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器を100%変調するときの全振幅電圧以下であることを特徴とする。
【0013】
この発明によれば、第1の駆動回路は、所望の第1振幅電圧を有する第1の2値ビットパターン信号を出力し、第2の駆動回路は、前記第1の駆動回路の出力とは異なる所望の第2振幅電圧を有する第2の2値ビットパターン信号を出力し、直流バイアス印加手段が、2電極型のマッハツェンダ型光変調器の第1電極あるいは第2電極の一方に直流バイアスを印加し、2電極型のマッハツェンダ型光変調器が、前記第1電極から入力される前記第1の2値ビットパターン信号および前記第2電極から入力される前記第2の2値ビットパターン信号によって、光源が発生する連続光を強度変調するが、この際、前記第1振幅電圧と前記第2振幅電圧との和電圧を、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器が100%変調するときの振幅電圧以下とし、光4値変調信号を出力できるようにしている。
【0014】
つぎの発明にかかる光4値変調器は、上記の発明において、前記第1の駆動回路から出力される第1の2値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタする第1のモニタ手段と、前記第2の駆動回路から出力される第2の2値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタする第2のモニタ手段と、前記第1のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第1の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第1の振幅電圧にする振幅制御を前記第1の駆動回路に対して行う第1の振幅制御手段と、前記第2のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第2の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第2の振幅電圧にする振幅制御を前記第2の駆動回路に対して行う第2の振幅制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【0015】
この発明によれば、第1のモニタ手段が、前記第1の駆動回路から出力される第1の2値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、第1の振幅制御手段が、前記第1のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第1の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第1の振幅電圧にする振幅制御を前記第1の駆動回路に対して行い、第2のモニタ手段が、前記第2の駆動回路から出力される第2の2値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、第2の振幅制御手段が、前記第2のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第2の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第2の振幅電圧にする振幅制御を前記第2の駆動回路に対して行うようにしている。
【0016】
つぎの発明にかかる光4値変調器は、上記の発明において、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタする第3のモニタ手段と、前記第3のモニタ手段がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアス印加手段が印加する直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御する直流バイアス制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【0017】
この発明によれば、第3のモニタ手段が、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタし、直流バイアス制御手段が、前記第3のモニタ手段がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアス印加手段が印加する直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御し、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器による変調特性の動作点が適切な位置となるようにしている。
【0018】
つぎの発明にかかる光4値変調方法は、第1電極および第2電極を有する2電極型のマッハツェンダ型光変調器の該第1電極に入力される所望の第1振幅電圧を有する第1の2値ビットパターン信号の該第1振幅電圧と、該第1振幅電圧と異なる所望の第2振幅電圧を有する第2の2値ビットパターン信号の該第2振幅電圧との和電圧を、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器を100%変調するときの全振幅電圧以下に設定して駆動出力する駆動出力工程と、前記第1電極あるいは前記第2電極の一方に直流バイアスを印加しつつ、前記駆動出力工程によって駆動出力された前記第1の2値ビットパターン信号および前記第2の2値ビットパターンをそれぞれ前記第1および第2電極に入力し、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器が前記第1および第2の2値ビットパターン信号によって連続光を強度変調する変調工程とを含むことを特徴とする。
【0019】
この発明によれば、駆動出力工程によって、第1電極および第2電極を有する2電極型のマッハツェンダ型光変調器の該第1電極に入力される所望の第1振幅電圧を有する第1の2値ビットパターン信号の該第1振幅電圧と、該第1振幅電圧と異なる所望の第2振幅電圧を有する第2の2値ビットパターン信号の該第2振幅電圧との和電圧を、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器を100%変調するときの全振幅電圧以下に設定して駆動出力し、変調工程によって、前記第1電極あるいは前記第2電極の一方に直流バイアスを印加しつつ、前記駆動出力工程によって駆動出力された前記第1の2値ビットパターン信号および前記第2の2値ビットパターンをそれぞれ前記第1および第2電極に入力し、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器が前記第1および第2の2値ビットパターン信号によって連続光を強度変調し、光4値変調信号として出力するようにしている。
【0020】
つぎの発明にかかる光4値変調方法は、上記の発明において、前記第1および第2の2値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタするモニタ工程と、前記モニタ工程がモニタした前記第1電極に入力される振幅電圧と前記所望の第1の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御するとともに、前記モニタ工程がモニタした前記第2電極に入力される振幅電圧と前記所望の第2の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御する振幅電圧制御工程とをさらに含むことを特徴とする。
【0021】
この発明によれば、モニタ工程によって、前記第1および第2の2値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、振幅電圧制御工程によって、前記モニタ工程がモニタした前記第1電極に入力される振幅電圧と前記所望の第1の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御するとともに、前記モニタ工程がモニタした前記第2電極に入力される振幅電圧と前記所望の第2の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御するようにしている。
【0022】
つぎの発明にかかる光4値変調方法は、上記の発明において、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタする出力モニタ工程と、前記モニタ工程がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御する直流バイアス制御工程とをさらに含むことを特徴とする。
【0023】
この発明によれば、モニタ工程によって、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタし、直流バイアス工程によって、前記モニタ工程がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御するようにしている。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光4値変調器および光4値変調方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0025】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1である光4値変調器の構成を示すブロック図である。図1において、この光4値変調器は、第1電極1aおよび第2電極1bを有する2電極型のマッハツェンダ型光変調器1と、端子T1から入力され、所望の第1振幅電圧を有する2値ビットパターン信号をコンデンサC1を介してマッハツェンダ型光変調器1の第1電極1aに駆動出力する第1駆動回路2aと、端子T2から入力され、第1振幅電圧と異なる所望の第2振幅電圧を有する2値ビットパターン信号をコンデンサC2を介してマッハツェンダ型光変調器1の第2電極1bに駆動出力する第2駆動回路2bと、連続光を発生し、マッハツェンダ型光変調器1に出力するレーザダイオード3と、端子T3から供給され、2電極型のマッハツェンダ型光変調器1の変調特性に適切な動作点を与えるDCバイアスを第2電極1bに印加するDCバイアス印加部5とを有する。
【0026】
ここで、2電極型のマッハツェンダ型光変調器1は、レーザダイオード3から入力された連続光を2分岐し、第1電極1aと第2電極1bとに出力し、第1電極1aおよび第2電極1bに入力された各2値ビットパターン信号によって連続光を変調し、その後各変調光は、合波されて端子T4から4値変調光として出力される。
【0027】
図2は、第1駆動回路2aから出力される2値ビットパターン信号の一例を示す図である。図2(a)は、第1駆動回路2aから出力される2値ビットパターン信号の一例を示し、図2(b)は、第2駆動回路2bから出力される2値ビットパターン信号の一例を示している。第1駆動回路2aから出力される2値ビットパターン信号の第1振幅電圧は「aVπ」であり、第2駆動回路2bから出力される2値ビットパターン信号の第2振幅電圧は「bVπ」である。ここで、「Vπ」は、2電極型のマッハツェンダ型光変調器1を100%変調するために必要な振幅電圧である。
【0028】
図2(a)および図2(b)に示した2値ビットパターン信号が、2電極型のマッハツェンダ型光変調器1の第1電極1aおよび第2電極1bにそれぞれ入力されると、各2値ビットパターン信号に応じた光出力が端子T4から出力される。ここで、端子T4から出力される光出力の形状は、第1駆動回路2aと第2駆動回路2bとに入力される振幅電圧の大きさによって大きく変化する。
【0029】
ここで、第1駆動回路2aと第2駆動回路2bとから出力される2値ビットパターン信号の振幅特性に
(a+b)Vπ≦Vπ かつ a≠b
の関係があるとき、端子T4から出力される光出力は図3に示す波形となり、アイパターンは図4に示すようなパターンとなる。すなわち、2電極型のマッハツェンダ型光変調器1からは、0、bVπ、(a+b)Vπ、aVπの光4値を有し、波形歪みのない光4値変調信号が出力される。
【0030】
一方、第1駆動回路2aと第2駆動回路2bとから出力される2値ビットパターン信号の振幅特性に
(a+b)Vπ>Vπ
の関係があるとき、2電極型のマッハツェンダ型光変調器1は、レーザダイオード3から入力される連続光を、図5に示すように変調する。図5において、2電極型のマッハツェンダ型光変調器1に入力される駆動電圧14は、2電極型のマッハツェンダ型光変調器1の変調特性12の動作点13を基準に連続光を変調する。このとき、端子T4から出力される4値変調信号は、100%変調される電圧Vπ以上の駆動電圧14によって変調されるため、光4値変調信号15の波形が歪む。
【0031】
なお、第1駆動回路2aと第2駆動回路2bとから入力される2値ビットパターン信号の振幅特性が
(a+b)Vπ=Vπ かつ a≠b
の条件を満たしているとき、最も大きな振幅を有する光4値変調信号を生成することができる。
【0032】
実施の形態2.
つぎに、この発明の実施の形態2について説明する。図6は、この発明の実施の形態2である光4値変調器の構成を示す図である。図6において、この光4値変調器は、図1に示した光4値変調器に加え、第1駆動回路2aから出力された2値ビットパターン信号の一部を分岐する第1分岐部9a、第2駆動回路2bから出力された2値ビットパターン信号の一部を分岐する第2分岐部9b、第1分岐部9aによって分岐された2値ビットパターン信号の振幅電圧を検出する第1振幅検出部7a、第2分岐部9bによって分岐された2値ビットパターン信号の振幅電圧を検出する第2振幅検出部7b、第1振幅検出部7aによって検出された振幅電圧をもとに第1駆動回路2aに対して第1駆動回路2aが出力する2値ビットパターン信号の振幅電圧を所望の振幅電圧に制御する第1振幅制御部8a、および第2振幅検出部7bによって検出された振幅電圧をもとに第2駆動回路2bに対して第2駆動回路2bが出力する2値ビットパターン信号の振幅電圧を所望の振幅電圧に制御する第2振幅制御部8bを有する。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【0033】
第1駆動回路2aから出力された任意の振幅電圧を有する2値ビットパターン信号は第1分岐部9aによって一部が分岐され、第1振幅検出部7aに入力される。第1振幅検出部7aは、入力された2値ビットパターン信号の振幅レベルを検出し、検出された2値ビットパターン信号の振幅レベルは第1振幅制御部8aに出力する。第1振幅制御部8aは、所望の振幅電圧に対応した参照振幅レベルと比較し、入力された2値ビットパターン信号の振幅レベルと参照振幅電圧レベルとの誤差信号を第1駆動回路2aに出力することによって、第1駆動回路2aから出力される2値ビットパターン信号の振幅が常に初期設定振幅である所望の振幅電圧になるように制御する。
【0034】
同様にして、第2駆動回路2bから出力された任意の振幅電圧を有する2値ビットパターン信号は第1分岐部9bによって一部が分岐され、第2振幅検出部7bに入力される。第1振幅検出部7bは、入力された2値ビットパターン信号の振幅レベルを検出し、検出された2値ビットパターン信号の振幅レベルは第1振幅制御部8bに出力する。第1振幅制御部8bは、所望の振幅電圧に対応した参照振幅レベルと比較し、入力された2値ビットパターン信号の振幅レベルと参照振幅電圧レベルとの誤差信号を第1駆動回路2bに出力することによって、第1駆動回路2bから出力される2値ビットパターン信号の振幅が常に初期設定振幅である所望の振幅電圧になるように制御する。
【0035】
ここで、第1駆動回路2aおよび第2駆動回路2bから入力される2値ビットパターン信号の振幅特性が
(a+b)Vπ=Vπ かつ a≠b
の条件を満たしているとき、図7に示すようなアイパターンをもつ光4値変調信号を出力する。図7において、開口度A1は、光4値変調信号の最もレベルの高い第1振幅レベル16と次にレベルの高い第2振幅レベル17との間の開口度であり、開口度A2は、光4値変調信号の第2振幅レベル17と第2振幅レベル17の次にレベルが高い第3振幅レベル18との間の開口度であり、開口度A3は、光4値変調信号の第3振幅レベル18と最もレベルの低い基準の振幅レベルである第4振幅レベル19との間の開口度である。
【0036】
ここで、第1駆動回路2aと第2駆動回路2b から出力されるそれぞれの2値ビットパターン信号の振幅を決定する第1振幅電圧aVπの係数aと第2振幅電圧bVπの係数bとの比率を変えた場合の開口度A1〜A3は、図8に示すように変化する。係数a,bの比a/bが大きくなるにしたがって、開口度A1,A3は、開口度の大きさが大きくなり、開口度A2は、開口度の大きさが小さくなる変化を示す。たとえば、比a/bが0.2の時、図7(a)に示したように開口度A2が大きくなり、比a/bが0.67の時、図7(b)に示したように各開口度A1〜A3がほぼ同じ大きさなり、比a/bが0.8の時、図7(c)に示したように、開口度A2の大きさが小さく、開口度A1,A3の大きさがほぼ同じで、大きくなる。このように、係数a,bの比a/bを変化させることによって、開口度A1〜A3の開口度を柔軟に変化できる光4値変調信号を得ることができる。
【0037】
したがって、第1駆動回路2aおよび第2駆動回路2bから出力される2値ビットパターン信号の振幅をそれぞれ第1振幅制御部8aおよび第2振幅制御部8bによって制御し、比a/bを最適な値にし、最適な開口度A1〜A3に設定されたアイパターンを有する光4値変調信号を柔軟かつ安定して得ることができる。
【0038】
実施の形態3.
つぎに、この発明の実施の形態3について説明する。図9は、この発明の実施の形態3である光4値変調器の構成を示す図である。図9において、この光4値変調器は、図1に示した光4値変調器に加え、2電極型のマッハツェンダ型光変調器1から出力された光4値変調信号の一部を取り出す光分岐部11と、光分岐部11によって取り出された光信号をもとにDCバイアス印加部5が印加するDCバイアスを制御するDCバイアス制御部10とをさらに有する。その他の構成は、実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【0039】
図9において、2電極型のマッハツェンダ型光変調器1から出力された光4値変調信号は、光分岐部11によって一部が分岐され、DCバイアス制御部10に入力される。DCバイアス制御部10は、入力された光4値変調信号をもとに所望のDCバイアスとの誤差であるDCバイアス誤差を検出し、DCバイアス印加部5に出力する。DCバイアス印加部5は、このDCバイアス誤差に応じて、2電極型のマッハツェンダ型光変調器1が適切な動作点で駆動されるように適切なDCバイアスを出力する
【0040】
ここで、第1駆動回路2aと第2駆動回路2bとから入力される2値ビットパターン信号の振幅特性が
(a+b)Vπ=Vπ かつ a≠b
の条件を満たしているとき、DCバイアスの変動による波形歪みがない安定した光4値変調信号を生成することができる。
【0041】
実施の形態4.
つぎに、この発明の実施の形態4について説明する。この発明の実施の形態4は、上述した実施の形態2および実施の形態3を組み合わせた実施の形態である。
【0042】
図10は、この発明の実施の形態4である光4値変調器の構成を示す図である。図10において、この光4値変調器は、実施の形態2に示したように、第1駆動回路2aから出力された2値ビットパターン信号の一部を分岐する第1分岐部9a、第2駆動回路2bから出力された2値ビットパターン信号の一部を分岐する第2分岐部9b、第1分岐部9aによって分岐された2値ビットパターン信号の振幅電圧を検出する第1振幅検出部7a、第2分岐部9bによって分岐された2値ビットパターン信号の振幅電圧を検出する第2振幅検出部7b、第1振幅検出部7aによって検出された振幅電圧をもとに第1駆動回路2aに対して第1駆動回路2aが出力する2値ビットパターン信号の振幅電圧を所望の振幅電圧に制御する第1振幅制御部8a、および第2振幅検出部7bによって検出された振幅電圧をもとに第2駆動回路2bに対して第2駆動回路2bが出力する2値ビットパターン信号の振幅電圧を所望の振幅電圧に制御する第2振幅制御部8bを有する。
【0043】
また、実施の形態3に示したように、2電極型のマッハツェンダ型光変調器1から出力された光4値変調信号の一部を取り出す光分岐部11と、光分岐部11によって取り出された光信号をもとにDCバイアス印加部5が印加するDCバイアスを制御するDCバイアス制御部10とをさらに有する。その他の構成は、実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【0044】
ここで、第1駆動回路2aと第2駆動回路2bとから入力される2値変調ビット・パター信号の振幅特性が
(a+b)Vπ=Vπ かつ a≠b
の条件を満たしているとき、第1の駆動回路2aおよび第2の駆動回路2bから出力される2値ビットパターン信号の振幅は所望の振幅比で安定に出力される。さらに、DCバイアス制御部10によって、DCバイアス変動による波形歪みのない光出力が得られるため、伝送特性に優れた光4値変調信号を生成することができる。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、第1の駆動回路は、所望の第1振幅電圧を有する第1の2値ビットパターン信号を出力し、第2の駆動回路は、前記第1の駆動回路の出力とは異なる所望の第2振幅電圧を有する第2の2値ビットパターン信号を出力し、直流バイアス印加手段が、2電極型のマッハツェンダ型光変調器の第1電極あるいは第2電極の一方に直流バイアスを印加し、2電極型のマッハツェンダ型光変調器が、前記第1電極から入力される前記第1の2値ビットパターン信号および前記第2電極から入力される前記第2の2値ビットパターン信号によって、光源が発生する連続光を強度変調するが、この際、前記第1振幅電圧と前記第2振幅電圧との和電圧を、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器が100%変調するときの振幅電圧以下とし、光4値変調信号を出力できるようにしているので、伝送容量を増大することできるとともに、波形歪みのない光4値変調信号を出力できるため、誤り率が低減された光多値信号伝送を実現できるという効果を奏する。
【0046】
つぎの発明によれば、第1のモニタ手段が、前記第1の駆動回路から出力される第1の2値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、第1の振幅制御手段が、前記第1のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第1の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第1の振幅電圧にする振幅制御を前記第1の駆動回路に対して行い、第2のモニタ手段が、前記第2の駆動回路から出力される第2の2値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、第2の振幅制御手段が、前記第2のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第2の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第2の振幅電圧にする振幅制御を前記第2の駆動回路に対して行うようにしているので、第1および第2の駆動回路の出力変動が生じた場合であっても、安定した光4値変調信号を出力することができるという効果を奏する。
【0047】
つぎの発明によれば、第3のモニタ手段が、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタし、直流バイアス制御手段が、前記第3のモニタ手段がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアス印加手段が印加する直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御し、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器による変調特性の動作点が適切な位置となるようにしているので、直流バイアス印加手段によって印加される直流バイアスの変動が生じた場合であっても、安定した光4値変調信号を出力することができるという効果を奏する。
【0048】
つぎの発明によれば、駆動出力工程によって、第1電極および第2電極を有する2電極型のマッハツェンダ型光変調器の該第1電極に入力される所望の第1振幅電圧を有する第1の2値ビットパターン信号の該第1振幅電圧と、該第1振幅電圧と異なる所望の第2振幅電圧を有する第2の2値ビットパターン信号の該第2振幅電圧との和電圧を、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器を100%変調するときの振幅電圧以下に設定して駆動出力し、変調工程によって、前記第1電極あるいは前記第2電極の一方に直流バイアスを印加しつつ、前記駆動出力工程によって駆動出力された前記第1の2値ビットパターン信号および前記第2の2値ビットパターンをそれぞれ前記第1および第2電極に入力し、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器が前記第1および第2の2値ビットパターン信号によって連続光を強度変調し、光4値変調信号として出力するようにしているので、伝送容量を増大することができるとともに、波形歪みのない光4値変調信号を出力できるため、誤り率が低減された光多値信号伝送を実現できるという効果を奏する。
【0049】
つぎの発明によれば、モニタ工程によって、前記第1および第2の2値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタし、振幅電圧制御工程によって、前記モニタ工程がモニタした前記第1電極に入力される振幅電圧と前記所望の第1の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御するとともに、前記モニタ工程がモニタした前記第2電極に入力される振幅電圧と前記所望の第2の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御するようにしているので、第1振幅電圧および第2振幅電圧を出力する駆動回路の出力変動が生じた場合であっても、安定した光4値変調信号を出力することができるという効果を奏する。
【0050】
つぎの発明によれば、モニタ工程によって、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタし、直流バイアス工程によって、前記モニタ工程がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアスの参照レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記直流バイアスを制御するようにしているので、直流バイアスの変動が生じた場合であっても、安定した光4値変調信号を出力することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1である光4値変調器の構成を示すブロック図である。
【図2】 図1に示した光4値変調器の第1駆動回路および第2駆動回路から出力される2値ビットパターン信号の一例を示す波形図である。
【図3】 図1に示した光4値変調器から出力される光4値変調信号の一例を示す波形図である。
【図4】 図1に示した光4値変調器から出力される光4値変調信号のアイパターンを示す図である。
【図5】 図1に示した光4値変調器から出力される光4値変調信号に波形歪みが発生する変調動作の一例を示す図である。
【図6】 この発明の実施の形態2である光4値変調器の構成を示すブロック図である。
【図7】 図6に示した光4値変調器に入力される2値変調パターン信号の振幅電圧の比を変化させた場合のアイパターンの一例を示す図である。
【図8】 図6に示した光4値変調器に入力される2値変調パターン信号の振幅電圧の比に対するアイパターンの開口度変化を示す図である。
【図9】 この発明の実施の形態3である光4値変調器の構成を示すブロック図である。
【図10】 この発明の実施の形態4である光4値変調器の構成を示すブロック図である。
【図11】 従来の光変調器の構成を示すブロック図である。
【図12】 図11に示した光変調器の第1駆動回路および第2駆動回路から入力される2値ビットパターン信号の一例を示す波形図である。
【図13】 図12に示した第1駆動回路および第2駆動回路から入力される2値ビットパターン信号をもとに図11に示した光変調器が出力する光多値変調信号の一例を示す波形図である。
【符号の説明】
1 2電極型のマッハツェンダ型光変調器、1a 第1電極、1b 第2電極、2a 第1駆動回路、2b 第2駆動回路、 3 レーザダイオード、5 DCバイアス印加部、7a 第1振幅検出部、7b 第2振幅検出部、8a 第1振幅制御部、8b 第2振幅制御部、9a 第1分岐部、9b 第2分岐部、10 DCバイアス制御部、11 光分岐部、C1,C2 コンデンサ、T1〜T4 端子。
Claims (6)
- 連続光を発生する光源と、
所望の第1振幅電圧を有する第1の2値ビットパターン信号を出力する第1の駆動回路と、
前記第1の駆動回路の出力とは異なる所望の第2振幅電圧を有する第2の2値ビットパターン信号を出力する第2の駆動回路と、
第1電極に入力される前記第1の2値ビットパターン信号および第2電極に入力される前記第2の2値ビットパターン信号によって前記光源が発生する連続光を強度変調する2電極型のマッハツェンダ型光変調器と、
前記第1電極あるいは前記第2電極の一方に直流バイアスを印加する直流バイアス印加手段と、
を備え、前記第1振幅電圧と前記第2振幅電圧との和電圧は、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器を100%変調するときの全振幅電圧以下であることを特徴とする光4値変調器。 - 前記第1の駆動回路から出力される第1の2値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタする第1のモニタ手段と、
前記第2の駆動回路から出力される第2の2値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタする第2のモニタ手段と、
前記第1のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第1の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第1の振幅電圧にする振幅制御を前記第1の駆動回路に対して行う第1の振幅制御手段と、
前記第2のモニタ手段がモニタした振幅電圧と前記所望の第2の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに前記振幅電圧を前記所望の第2の振幅電圧にする振幅制御を前記第2の駆動回路に対して行う第2の振幅制御手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の光4値変調器。 - 前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタする第3のモニタ手段と、
前記第3のモニタ手段がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアス印加手段が印加する所望の直流バイアスとを比較し、この比較結果をもとに前記検出レベルを前記所望の直流バイアスにする直流バイアス制御を前記直流バイアス印加手段に対して行う直流バイアス制御手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1または2のいずれか一つに記載の光4値変調器。 - 第1電極および第2電極を有する2電極型のマッハツェンダ型光変調器の該第1電極に入力される所望の第1振幅電圧を有する第1の2値ビットパターン信号の該第1振幅電圧と、該第1振幅電圧と異なる所望の第2振幅電圧を有する第2の2値ビットパターン信号の該第2振幅電圧との和電圧を、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器を100%変調するときの全振幅電圧以下に設定して駆動出力する駆動出力工程と、
前記第1電極あるいは前記第2電極の一方に直流バイアスを印加しつつ、前記駆動出力工程によって駆動出力された前記第1の2値ビットパターン信号および前記第2の2値ビットパターンをそれぞれ前記第1および第2電極に入力し、前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器が前記第1および第2の2値ビットパターン信号によって連続光を強度変調する変調工程と、
を含むことを特徴とする光4値変調方法。 - 前記第1および第2の2値ビットパターン信号の振幅電圧をモニタするモニタ工程と、
前記モニタ工程がモニタした前記第1電極に入力される振幅電圧と前記所望の第1の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御するとともに、前記モニタ工程がモニタした前記第2電極に入力される振幅電圧と前記所望の第2の振幅電圧とを比較し、この比較結果をもとに該振幅電圧を制御する振幅電圧制御工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の光4値変調方法。 - 前記2電極型のマッハツェンダ型光変調器の出力をモニタする出力モニタ工程と、
前記モニタ工程がモニタした出力である検出レベルと前記直流バイアスの所望レベルとを比較し、この比較結果をもとに前記検出レベルを前記直流バイアスの所望レベルにするよう前記第1電極あるいは前記第2電極の一方に印加する直流バイアスを制御する直流バイアス制御工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項4または5のいずれか一つに記載の光4値変調方法。
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