JP5353387B2 - 光変調器の駆動方法および駆動装置、並びに、それを用いた光送信器 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態による光送信器の構成を示すブロック図である。
図1において、本実施形態の光送信器は、例えば、光源1、光変調器2および駆動装置3を備えている。
DBPSKプリコーダ31は、外部から与えられる入力データDATAに従って、現在の信号と1ビット前の信号との論理演算を行い、その演算結果を示す信号をドライバアンプ32に出力する。
上記第1実施形態では、DBPSK変調方式に対応した光送信器の一例を説明したが、その他の位相変調方式に対応した光送信器についても、DBPSKの場合と同様の原理に従って、駆動信号のクロスポイントレベルを最適化することが可能である。そこで、第2実施形態では、例えば4値の光差動位相偏移変調(Differential Quadrature Phase Shift Keying:DQPSK)方式に対応した光送信器について説明する。
図6において、本実施形態の光送信器は、上記第1実施形態の場合と同様の光源1と、DQPSK変調方式に対応した光変調器2’および駆動装置3’とを備える。
光フィルタ35も、第1実施形態の場合と同様に、透過帯域の中心周波数がfc+Nfm(ただし、Nは0を除く整数の一つとする)となるように設計されている。
各クロスポイント制御回路37A,Bは、パワーモニタ36でのモニタ値が最小値に近づくように、各ドライバアンプ32A,32Bに具備されたクロスポイント制御端子に印加する制御電圧をフィードバック制御することにより、各々に対応した駆動信号のクロスポイントレベルを50%の最適状態にする。
図9は、第3実施形態の光送信器の構成を示すブロック図である。
図9において、本実施形態の光送信器は、前述した第1実施形態の場合と同様の光源1および光変調器2と、光変調器2から出力されるDBPSK信号光をRZパルス化する光変調器2”と、各光変調器2,2”を駆動する駆動装置3”とを備える。
第4実施形態では、例えば、上述した第1実施形態について、駆動信号のクロスポイントレベルの最適化と共に、バイアス電圧の最適化および駆動信号の出力振幅の最適化も同時に行うようにした応用例を説明する。
本実施形態の光送信器は、バイアス電圧の最適化を行うための構成として、発振回路41、受光回路42、バンドパスフィルタ(BPF)43および信号処理回路44を追加している。また、駆動信号の出力振幅の最適化を行うための構成として、振幅制御回路45、発振回路46、バンドパスフィルタ(BPF)47および信号処理回路48を追加している。なお、受光回路42は、駆動信号の出力振幅の最適化でも共用する。
上述した第1〜第4実施形態では、光変調器の出力光より分岐したモニタ光を光フィルタに与えてキャリア周波数fcから変調周波数fmの整数倍若しくは偶数倍離れた一部のスペクトル成分を抽出し、そのスペクトル成分のパワーを基に駆動信号のクロスポイントレベル若しくはデューティ比を最適化するようにした。第5実施形態では、上記光フィルタに代わる手段として、光源の出力光と光変調器の出力光とを合波することにより変調周波数fmのビート成分を発生させるようにし、該変調周波数fmのビート成分を基にクロスポイントレベルの最適化を行うようにした変形例を説明する。
図21において、本実施形態の光送信器は、例えば、上述した第1実施形態の場合と同様の光源1および光変調器2と、上記変調周波数fmのビート成分に対応した駆動装置5とを備える。
ビート検出部57は、光合波器56の出力光を受光素子等により電気信号に変換し、該電気信号より変調周波数fmのビート成分のパワーを検出し、その結果をクロスポイント制御回路58に伝える。
(付記1) 位相変調方式に対応した光変調器を駆動するための駆動装置であって、
入力データに従った周波数を有する駆動信号を前記光変調器に供給する駆動部と、
前記光変調器から出力される位相変調光の一部を分岐する出力光分岐部と、
前記出力光分岐部で分岐された光について、前記光変調器に入力されるキャリア光の周波数から前記駆動信号の周波数の整数倍離れた一部の光成分を抽出する光抽出部と、
前記光抽出部で抽出された光成分のパワーを検出するパワー検出部と、
前記パワー検出部で検出されるパワーに基づいて前記駆動部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする駆動装置。
前記制御部は、前記パワー検出部で検出されるパワーが最小値に近づくように、前記駆動部におけるデューティ比またはクロスポイントレベルの設定を制御することを特徴とする駆動装置。
前記抽出部は、前記光変調器に入力されるキャリア光の周波数から前記駆動信号の周波数の整数倍離れた位置に透過帯域の中心周波数を有する光フィルタを含むことを特徴とする駆動装置。
前記光フィルタは、前記キャリア光の周波数の変動量に応じた透過帯域幅を有することを特徴とする駆動装置。
前記駆動部が前記入力データに同期したクロック信号を前記光変調器に供給するとき、
前記抽出部は、前記光変調器に入力されるキャリア光の周波数から前記クロック信号の周波数の偶数倍離れた位置に透過帯域の中心周波数を有する光フィルタを含むことを特徴とする駆動装置。
前記光変調器に入力されるキャリア光の一部を分岐する入力光分岐部を備え、
前記抽出部は、前記入力光分岐部で分岐された光と前記出力光分岐部で分岐された光とを合波することで、前記駆動信号の周波数に対応したビート成分を含んだ光を出力し
前記パワー検出部は、前記抽出部の出力光を用いて前記ビート成分のパワーを検出することを特徴とする駆動装置。
前記光変調器にバイアス電圧を供給すると共に、前記光変調器から出力される位相変調光の状態を基に前記バイアス電圧を調整して前記光変調器の動作点を制御するバイアス制御部を備えたことを特徴とする駆動装置。
前記バイアス制御部は、
前記駆動信号の周波数よりも低い周波数を有する低周波信号を発生する発振回路と、
前記発振回路から出力される低周波信号を重畳したバイアス電圧を前記光変調器に供給し、該光変調器を駆動する信号のハイレベルおよびローレベルに対して前記低周波信号を同位相で重畳するバイアス制御回路と、
前記光変調器から出力される位相変調光の一部を受光して電気信号に変換する受光回路と、
前記受光回路の出力信号より前記低周波信号の周波数に対応した低周波信号成分を抽出するバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力信号を用いて、前記低周波信号成分の位相および振幅情報を取得する信号処理回路と、を備え、
前記バイアス制御回路は、前記信号処理回路からの情報を用いて、前記低周波信号成分のパワーが最小値に近づくように、前記バイアス電圧のレベルを制御することを特徴とする駆動装置。
前記駆動信号の出力振幅を制御する駆動振幅制御部を備えたことを特徴とする駆動装置。
前記駆動振幅制御部は、
前記駆動信号の周波数よりも低い周波数を有する低周波信号を発生する発振回路と、
前記発振回路から出力される低周波信号を前記駆動信号のハイレベルおよびローレベルに対して逆位相で重畳する振幅制御回路と、
前記光変調器から出力される位相変調光の一部を受光して電気信号に変換する受光回路と、
前記受光回路の出力信号より前記低周波信号の周波数に対応した低周波信号成分を抽出するバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力信号を用いて、前記低周波信号成分の位相および振幅情報を取得する信号処理回路と、を備え、
前記振幅制御回路は、前記信号処理回路からの情報を用いて、前記低周波信号成分のパワーが最小値に近づくように、前記駆動部における振幅設定電圧を制御することを特徴とする駆動装置。
前記駆動部は、多値の差動位相偏移変調方式に対応した駆動信号を前記光変調器に供給することを特徴とする駆動装置。
前記駆動部は、多値の位相偏移変調方式に対応した駆動信号を前記光変調器に供給することを特徴とする駆動装置。
前記駆動部は、多値の直交振幅変調方式に対応した駆動信号を前記光変調器に供給することを特徴とする駆動装置。
キャリア光を発生する光源と、
前記光源から出力されるキャリア光を、前記駆動装置から供給される駆動信号に従って位相変調する光変調器と、
を備えたことを特徴とする光送信器。
入力データに従った周波数を有する駆動信号を前記光変調器に供給する過程と、
前記光変調器から出力される位相変調光の一部を分岐する過程と、
該分岐した光について、前記光変調器に入力されるキャリア光の周波数から前記駆動信号の周波数の整数倍離れた一部の光成分を抽出する過程と、
該抽出した光成分のパワーを検出する過程と、
該検出したパワーが最小値に近づくように、前記駆動信号のデューティ比またはクロスポイントレベルを制御する過程と、
を含むことを特徴とする駆動方法。
2,2’,2”…光変調器
3,5…駆動装置
21…基板
22,22A,22B…MZ型光導波路
23,23A,23B…信号電極
24…位相シフト部
31,51…DBPSKプリコーダ
31’…DQPSKプリコーダ
32,32A,32B,32”,52…ドライバアンプ
33,33A,33B,33”,53…バイアス制御回路
34,54,55…光分岐器
35…光フィルタ
36…パワーモニタ
37,37A,37B,58…クロスポイント制御回路
38…デューティ制御回路
41,46…発振回路
42…受光回路
43,47…バンドパスフィルタ(BPF)
44,48…信号処理回路
45…振幅制御回路
56…光合波器
57…ビート検出部
Claims (6)
- 位相変調方式に従って光を変調する光変調器を駆動するための駆動装置であって、
入力データに従った周波数を有する駆動信号を前記光変調器に供給する駆動部と、
前記光変調器から出力される位相変調光の一部を分岐する出力光分岐部と、
前記光変調器に入力されるキャリア光の一部を分岐する入力光分岐部と、
前記入力光分岐部で分岐された光と前記出力光分岐部で分岐された光とを合波することで、前記駆動信号の周波数に対応したビート成分を含んだ光を出力する光抽出部と、
前記光抽出部の出力光を用いて前記ビート成分のパワーを検出するパワー検出部と、
前記パワー検出部で検出されるパワーに基づいて前記駆動部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1に記載の駆動装置であって、
前記制御部は、前記パワー検出部で検出されるパワーが最小値に近づくように、前記駆
動部におけるデューティ比またはクロスポイントレベルの設定を制御することを特徴とす
る駆動装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の駆動装置であって、
前記光変調器にバイアス電圧を供給すると共に、前記光変調器から出力される位相変調
光の状態を基に前記バイアス電圧を調整して前記光変調器の動作点を制御するバイアス制
御部を備えたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の駆動装置であって、
前記駆動信号の出力振幅を制御する駆動振幅制御部を備えたことを特徴とする駆動装置
。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の駆動装置と、
キャリア光を発生する光源と、
前記光源から出力されるキャリア光を、前記駆動装置から供給される駆動信号に従って
位相変調する光変調器と、
を備えたことを特徴とする光送信器。 - 位相変調方式に従って光を変調する光変調器を駆動するための駆動方法であって、
入力データに従った周波数を有する駆動信号を前記光変調器に供給する過程と、
前記光変調器から出力される位相変調光の一部を分岐する過程と、
前記光変調器に入力されるキャリア光の一部を分岐する過程と、
前記分岐されたキャリア光の一部と前記分岐された位相変調光の一部とを合波することで、前記駆動信号の周波数に対応したビート成分を含んだ光を生成する過程と、
前記生成された光を用いて前記ビート成分のパワーを検出する過程と、
該検出したパワーが最小値に近づくように、前記駆動信号のデューティ比またはクロス
ポイントレベルを制御する過程と、
を含むことを特徴とする駆動方法。
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