JP5075739B2 - 光psk復調器および光psk復調器を用いた光フィルタ位相制御方法 - Google Patents
光psk復調器および光psk復調器を用いた光フィルタ位相制御方法 Download PDFInfo
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Description
B=C (1)
の関係に設定される。
位相をθ(ラジアン)、前記光変調器光源の前記マッハツェンダ干渉計のFSRに対する線幅をd(%)とすると
図6は、本発明の第1の実施形態における光位相モニタ装置の具体的な構成例を示す。この光位相モニタ装置は、単一波長CW(連続波)光源45と、変調器46と、光位相モニタ装置47とを有する。単一波長CW光源45として、波長多重システムではDFB(分布帰還型)レーザあるいはMEMSによる外部共振器を備えた波長可変レーザが一般に用いられる。
B>A (3)
の関係を有する限り、光位相モニタ装置47の光出力強度により光源45の位相をモニタすることができることを示唆している。特に、変調器46の変調フォーマットが位相変調であるDPSKやDQPSKなどのPSK信号の理想的なスペクトル形状の場合では、そのスペクトル形状は、占有帯域A(Hz)が位相変調速度(=ボーレート)と等しい矩形スペクトルとなることが知られている(上式(1)を参照)。これより、信号光がボーレートC(Hz)である光PSK位相変調信号の場合には、
B>C (4)
であるマッハツェンダ干渉計の透過率(光強度比)をモニタすることにより、信号光の位相を正確にモニタすることが可能となる。
ここまでは、光位相モニタ装置47のFSRと主信号の帯域占有率あるいはボーレートとの関係から、光位相を算出する方法を導き出してきたが、このマッハツェンダ干渉計47が主信号の光位相データを分別する復調器として兼用できるという点を、本発明の第2の実施形態として次に説明する。
A=C (5)
という関係が成立する。
2C>B (6)
であれば、マッハツェンダ干渉計47は光DPSKの復調器として動作が可能である。
2C>B>A(またはC) (ただし、A=C) (7)
が成り立つ時、マッハツェンダ干渉計47は光DPSK復調機能と光位相モニタ機能を併せ持つこととなる。
図8は、本発明の光フィルタ位相制御方法を実施する本発明の第3の実施形態の光フィルタの具体的構成を示す。制御対象となるこの光フィルタは、光分岐51と2つのマッハツェンダ干渉計52、53から構成される光DQPSK復調器である。本実施形態では、この光DQPSK復調器は、遅延干渉計(マッハツェンダ干渉計)52、53のFSRはボーレートC(Hz)と等しい(上式(1))という一般的な復調器の場合とする。
B=2C (8)
関係を満たすこととなる。理想的には、上式(5)に示したように、A=Cであるから、
B=2A (9)
がベストモードである。上式(9)が成立する場合は、後で詳述するように、もとの復調器のFSRの2つにそれぞれ1つのロックポイントを生成でき、それにより復調器の位相軸上でのロックポイントが最多になり、位相制御における位相制御量に対する効率が最大となる。
以上、図8を参照して、光位相モニタ機能付き光DQPSK復調器を説明したが、一方の復調器52と分岐光位相モニタ装置58と制御系を含む図8の上半分の構成だけを用いて、光位相モニタ機能付き光DPSK復調器が実現される。この光位相モニタ機能付き光DPSK復調器を本発明の第4の実施形態とする。なお、この場合は図8の光分岐51は不要となる。また、本実施形態のパラメータ、光位相モニタ動作、光位相モニタ制御動作、マッピングによる校正手順等については、図8の光位相モニタ機能付き光DQPSK復調器での説明に準じ、重複記載となるので、その詳細な説明は省略する。
本発明の第5の実施形態では、光DQPSK復調器と光位相モニタ機能部の構成が図8に等しく、復調器52、53と分岐光位相モニタ装置58、59の相対的な位相がπである場合の例示を示す。本実施形態は、位相ずれがπである極端な場合にも、I相、Q相をロックすることを示すものである。
本発明の第6の実施形態では、構成が図8に等しく、分岐光位相モニタ装置58、59のFSRがB=3C、復調器52、53と分岐光位相モニタ装置58、59の相対的な位相がゼロである場合の例示を示す。なお、位相差ゼロというのはアーム長が信号波長の整数倍に設定されることを意味する。
以上、第3、第5、第6の実施形態では、本発明の光位相モニタ装置および光フィルタ位相制御方法を光DQPSK信号の復調に適応する例示を示したが、本発明の第7の実施形態では、本発明の光位相モニタ装置および光フィルタ位相制御方法をさらなる位相多値変調へ拡張する場合の例示を示す。図15にその構成を示す。
以上、本発明の第7の実施形態では、光D8PSK信号に適応した具体例を示したが、本発明の光位相モニタ装置および光フィルタ位相制御方法は、さらなる多値位相符号(D16PSK、D64PSKなど)に適用可能である。これは本実施形態で述べたように、分岐光位相モニタ装置を各復調器の出力に接続する構成で達成される。さらに、多値位相符号の応用となるQAM符号へも同様な構成により適用可能である。
2、14、15、16、51、106、107、108 カプラ(光分岐器)
3、4、17、18、19、20、52、53、109、110、111、112
復調器(マッハツェンダ干渉計)
5、6、36、37、38、39、54、55、60、61、121、122、123、124、145、146、147、148 位相調整機構
7、8、9、10、21、22、23、24、25、26、27、28、64、65、
66、67 データ信号(I相、バーI 相、Q相、バーQ 相のいずれか)
11、12、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、
92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、 104 I相、バーI 相、Q相、バーQ 相いずれかのロックポイント
13、105 光D8PSK信号
29、40 光信号入力
30 発振器
31、41 光フィルタ
32 受光器
33 ローパスフィルタ
34 乗算器
35 誤差信号
42、58、59、117、118、119、120 分岐光位相モニタ装置(マッハツェンダ干渉計)
43、44、68、69、70、71、129、130、131、132、133、
134、135、136 パワーモニタ
45 単一波長CW光源
46 変調器
47 復調器兼位相モニタ装置
48、49、101、102 光信号出力
62、63、125、126、127、128 光位相モニタ機能部(複合干渉計)
72、73、137、138、139、140 演算処理回路
74 論理反転回路
75、76、79、80、141、142、143、144、153、154、155、156 駆動回路
77、78、149、150、151、152 増幅器(アンプ)
96 光DPSK信号
201 データ復元ロジック回路
Claims (6)
- 位相調整機構を備えた2 (n-1) 個(nは正の整数)の復調器と、
当該復調器の出力の一部を分岐する光分岐手段と、
当該光分岐手段の光出力ポートに接続する光位相モニタ装置と
を備えた光PSK復調器であって、
前記光位相モニタ装置は、光周波数領域で占有帯域A(Hz)を有する光変調光源からの光信号の位相をモニタし、
前記光変調光源からの光信号を入射する自由スペクトル領域FSR(Free Spectral Range)がB(Hz)であるマッハツェンダ干渉計を有し、
前記B(Hz)が
B>A
の関係に設定されており、かつ前記マッハツェンダ干渉計の2つの光出力ポートの光強度比により前記光変調光源からの光信号の位相をモニタすることを特徴とする光PSK復調器。 - 前記B(Hz)が
B=mA (mは2以上の整数)
の関係に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の光PSK復調器。 - 前記光分岐手段は、前記光フィルタの出力の一部を分岐して前記光位相モニタ装置に接続する光導波路であることを特徴とする請求項1に記載の光PSK復調器。
- 前記光位相モニタ装置による前記モニタ結果が目標の一定値となるように該モニタ結果に応じて前記位相調整機構を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の光PSK復調器。
- 請求項1ないし5いずれか一項に記載の光PSK復調器において、
前記光位相モニタ装置による前記モニタ結果が目標の一定値となるように該モニタ結果に応じて前記位相調整機構を制御することを特徴とする光フィルタ位相制御方法。
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