JP6047056B2 - マルチキャリア光送信器及びマルチキャリア光送信方法 - Google Patents
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請求項4に記載のマルチキャリア光送信方法は、N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源からN個の出力光を出力するステップと、前記N個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するステップと、前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力するステップと、外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力するステップと、前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光からN個のサブチャネル信号を生成して出力するステップであって、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、ステップと、前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信するステップとを備え、前記周波数間隔情報を生成して出力するステップは、基準光源を用いて、前記モニタ光と前記基準光源の出力光とを干渉させてビート信号を得るステップを有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号を生成して出力するステップは、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出し、前記基準光源の出力光スペクトルは、N本以上の等周波数間隔で並んだサブピークを有することを特徴とする。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器100の構成を示すブロック図である。なお、本明細書中の全ての実施形態では4キャリア送信器の例を示すが、2以上の任意のキャリア数に対しても同様の構成を適用することができる。図1において、マルチキャリア光送信器100は、送信CW光源101〜104と、モニタ光取り出し手段111〜114と、光ベクトル変調手段121〜124と、光合波手段130と、出力ポート140と、周波数間隔モニタ手段150と、駆動信号生成手段160とを備える。
fbeat_21=f2−f1 (式1)
fbeat_32=f3−f2 (式2)
fbeat_43=f4−f3 (式3)
δf2−δf1=Δfideal_21−fbeat_21 (式4)
δf3−δf2=Δfideal_32−fbeat_32 (式5)
δf4−δf3=Δfideal_43−fbeat_43 (式6)
1. δf1=0とし、(式4)〜(式6)よりδf2、δf3、δf4の値を求める。
2. δf1〜δf4の最大値δfMAX、最小値δfminを求める。
3. n=1,2,3,4とし、δfn’=δfn−(δfMAX+δfmin)/2を求め、δfn’を新たなδfnとして用いる。
図5は、本発明の第2の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。第2の実施形態のマルチキャリア光送信器の全体構成は、第1の実施形態における周波数間隔モニタ手段150を周波数間隔モニタ手段500に置換した点を除き、図1に示した第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の構成と同じである。図5に示されるように、周波数間隔モニタ手段500は、光分岐器512及び513と、光カプラ521〜523と、バランス受光器531〜533と、クロック源550と、アナログ乗算器561〜563と、ローパスフィルタ571〜573とを備える。
fbeat_21=f2−f1−fref (式7)
fbeat_32=f3−f2−fref (式8)
fbeat_43=f4−f3−fref (式9)
δf2−δf1=Δfideal_21−fbeat_21−fref (式10)
δf3−δf2=Δfideal_32−fbeat_32−fref (式11)
δf4−δf3=Δfideal_43−fbeat_43−fref (式12)
図6は、本発明の第3の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。第3の実施形態のマルチキャリア光送信器の全体構成は、第1の実施形態における周波数間隔モニタ手段150を周波数間隔モニタ手段600に置換した点、及び第1の実施形態における駆動信号生成手段160を駆動信号生成手段700に置換した点を除き、図1に示した第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の構成と同じである。図6に示されるように、周波数間隔モニタ手段600は、光分岐器612と、光90度ハイブリッド回路621〜623と、バランス受光器631〜636と、クロック源650と、光変調器662と、ローパスフィルタ671〜676とを備える。
fbeat_1=f1−(f2−fref)=f1−(f2−Δfideal)
(式13)
fbeat_3=f3−(f2+fref)=f3−(f2+Δfideal)
(式14)
fbeat_4=f4−(f2+2fref)=f4−(f2+2Δfideal)
(式15)
exp(j2πδfnt)=exp(−j2πfbeat_nt)
=cos(2πfbeat_nt)−j*sin(2πfbeat_nt)
(式16)
fbeat_1=f1−(f2−fref)=f1−{f2−(Δfideal+fgap)} (式17)
fbeat_3=f3−(f2+fref)=f3−{f2+(Δfideal+fgap)} (式18)
fbeat_4=f4−(f2+2fref)=f4−{f2+2(Δfideal+fgap)}
(式19)
exp(j2πδfnt)
=exp(−j2πfbeat_nt)*exp(j2πmfbegapt)
={cos(2πfbeat_nt)−j*sin(2πfbeat_it)}*exp(j2πmfgapt) (式20)
exp(2πδfnt)
=exp(2πfbeat_nt)
=cos(2πfbeat_nt)+j*sin(2πfbeat_nt) (式21)
図9は、本発明の第4の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。第4の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の全体構成は、第1の実施形態における周波数間隔モニタ手段150を周波数間隔モニタ手段1000に置換した点、及び第1の実施形態における駆動信号生成手段160を駆動信号生成手段900に置換した点を除き、図1に示した第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の構成と同じである。図9において、周波数間隔モニタ手段900は、光分岐器910と、光90度ハイブリッド回路921〜924と、バランス受光器931〜938と、ローパスフィルタ971〜978と、基準光源980とを備える。
fbeat_1=f1−fref_0 (式22)
fbeat_2=f2−(fref_0+fref)=f2−(fref_0+Δfideal) (式23)
fbeat_3=f3−(fref_0+2fref)=f3−(fref_0+2Δfideal) (式24)
fbeat_4=f4−(fref_0+3fref)=f4−(fref_0+3Δfideal) (式25)
exp(j2πδfnt)
=exp(−j2πfbeat_nt)
=cos(2πfbeat_nt)−j*sin(2πfbeat_nt) (式26)
図12は、本発明の第5の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。第5の実施形態のマルチキャリア光送信器の全体構成は、第1の実施形態における周波数間隔モニタ手段150を周波数間隔モニタ手段1200に置換した点、及び第1の実施形態における駆動信号生成手段160を第5の実施形態に係る駆動信号生成手段に置換した点を除き、図1に示した第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の構成と同じである。また、第5の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成は、図7に示した第3の実施形態に係る駆動信号生成手段の構成と同じであるが、両者は後述の通り周波数制御手段における演算の内容が異なる。
fbeat_12=f1−(f2−fref)=f1−(f2−Δfideal)
(式27)
fbeat_23=(f2+fref)−f3=(f2+Δfideal)−f3
(式28)
fbeat_34=f3−(f4−fref)=f3−(f4−Δfideal)
(式29)
exp(j2πδf1t)=1 (式30)
exp(j2πδf2t)
=exp(j2πfbeat_12t)*exp(j2πδf1t)
={cos(2πfbeat_12t)+j*sin(2πfbeat_12t)}*exp(j2πδf1t) (式31)
exp(j2πδf3t)
=exp(j2πfbeat_23t)*exp(j2πδf2t)
={cos(2πfbeat_23t)+j*sin(2πfbeat_23t)}*exp(j2πδf2t) (式32)
exp(j2πδf4t)
=exp(j2πfbeat_34t)*exp(j2πδf3t)
={cos(2πfbeat_34t)+j*sin(2πfbeat_34t)}*exp(j2πδf3t) (式33)
δf1=0 (式34)
δf2=f1+Δfideal−f2 (式35)
δf3=f1+2Δfideal−f3 (式36)
δf4=f1+3Δfideal−f4 (式37)
図13は、本発明の第6の実施形態に係る周波数間隔モニタ手段の構成を示すブロック図である。第6の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の全体構成は、第1の実施形態における周波数間隔モニタ手段150を周波数間隔モニタ手段1300に置換した点、及び第1の実施形態における駆動信号生成手段160を駆動信号生成手段1400に置換した点を除き、図1に示した第1の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の構成と同じである。図13に示されるように、周波数間隔モニタ手段1300は、光分岐器1310と、光カプラ1321〜1324と、バランス受光器1331〜1334と、ローパスフィルタ1371〜1374と、基準光源1380とを備える。
fref_0<f1 (式38)
(f1+f2)/2<fref_0+fref<f2 (式39)
(f2+f3)/2<fref_0+2fref<f3 (式40)
(f3+f4)/2<fref_0+3fref<f4 (式41)
fbeat_1=f1−fref_0>0 (式42)
fbeat_2=f2−(fref_0+fref)>0 (式43)
fbeat_3=f3−(fref_0+2fref)>0 (式44)
fbeat_4=f4−(fref_0+3fref)>0 (式45)
ここで、オフセット周波数fofstの値は任意だが、|δfn|の最大値をできるだけ小さくする観点から、fofstはfbeat_nの分布の中間値(上記(式42)〜(式45)より、必ず正値となる)に近い値とすることが望ましい。
送信CW光源 101〜104
モニタ光取り出し手段 111〜114
光ベクトル変調手段 121〜124
光合波手段 130
出力ポート 140
周波数間隔モニタ手段 150、200、300、500、600、900、1200、1300
駆動信号生成手段 160、700、1000、1400
光分岐器 212、213、512、513、612、910、1212、1213、1310
光カプラ 221〜223、521〜523、1321〜1324
バランス受光器 231〜233、531〜533、631〜636、931〜938、1231〜1236、1331〜1334
複素電界信号生成回路 310、710、1010
ビート周波数検出回路 321〜323、721〜726、1021〜1028、1421〜1024
周波数制御回路 330、730、1030、1430
乗算回路 341〜344、741〜744、1041〜1044、1441〜1444
出力インターフェース回路 351〜354、751〜754、1051〜1054、1451〜1454
クロック源 550、650、1250
アナログ乗算器 561〜563
ローパスフィルタ 571〜573、671〜676、971〜978、1271〜1276、1371〜1374
光90度ハイブリッド回路 621〜623、921〜924、1221〜1223
光変調器 662、1262、1264
基準光源 980、1380
偏波多重IQ変調器 1600
Claims (4)
- N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源と、
前記N個の送信CW光源から出力されたN個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するモニタ光取り出し手段と、
前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力する周波数間隔モニタ手段と、
外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力する駆動信号生成手段と、
前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光を入力して、N個のサブチャネル信号を生成して出力する光ベクトル変調手段であって、前記光ベクトル変調手段は、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、前記光ベクトル変調手段と、
前記光ベクトル変調手段から出力された前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信する光合波手段と
を備え、前記周波数間隔モニタ手段は、前記N個の送信CW光源のうちの少なくとも1個から取り出された前記モニタ光をクロック信号で変調した後に、当該変調したモニタ光と前記モニタ光とを相互に干渉させてビート信号を得る手段を有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号生成手段は、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出することを特徴とするマルチキャリア光送信器。 - N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源と、
前記N個の送信CW光源から出力されたN個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するモニタ光取り出し手段と、
前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力する周波数間隔モニタ手段と、
外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力する駆動信号生成手段と、
前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光を入力して、N個のサブチャネル信号を生成して出力する光ベクトル変調手段であって、前記光ベクトル変調手段は、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、前記光ベクトル変調手段と、
前記光ベクトル変調手段から出力された前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信する光合波手段と
を備え、前記周波数間隔モニタ手段は、基準光源を備え、前記モニタ光と前記基準光源の出力光とを干渉させてビート信号を得る手段を有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号生成手段は、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出し、前記基準光源の出力光スペクトルは、N本以上の等周波数間隔で並んだサブピークを有することを特徴とするマルチキャリア光送信器。 - N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源からN個の出力光を出力するステップと、
前記N個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するステップと、
前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力するステップと、
外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力するステップと、
前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光からN個のサブチャネル信号を生成して出力するステップであって、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、ステップと、
前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信するステップと
を備え、前記周波数間隔情報を生成して出力するステップは、前記N個の送信CW光源のうちの少なくとも1個から取り出された前記モニタ光をクロック信号で変調した後に、当該変調したモニタ光と前記モニタ光とを相互に干渉させてビート信号を得るステップを有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号を生成して出力するステップは、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出することを特徴とするマルチキャリア光送信方法。 - N個(Nは2以上の整数)のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の送信CW光源からN個の出力光を出力するステップと、
前記N個の出力光からN個のモニタ光を取り出して出力するステップと、
前記N個のモニタ光を用いて前記N個の出力光間の周波数間隔をそれぞれ検出し、当該検出した周波数間隔の各々から周波数間隔情報を生成して出力するステップと、
外部から入力されるデータ変調のための送信データ信号に基づいて前記N個のサブチャネルの各々に対する複素電界信号を生成し、前記複素電界信号の周波数を前記周波数間隔情報の各周波数間隔と所定の周波数間隔との差分だけシフトすることにより、前記N個のサブチャネルにそれぞれ対応するN個の駆動信号を生成して出力するステップと、
前記N個の駆動信号及び前記N個の出力光からN個のサブチャネル信号を生成して出力するステップであって、前記N個の駆動信号に基づいて前記N個の出力光を変調し前記N個の出力光の周波数をシフトすることにより、前記サブチャネル信号間で前記所定の周波数間隔を有するように前記N個のサブチャネル信号を生成する、ステップと、
前記N個のサブチャネル信号を合波してマルチキャリア信号を送信するステップと
を備え、前記周波数間隔情報を生成して出力するステップは、基準光源を用いて、前記モニタ光と前記基準光源の出力光とを干渉させてビート信号を得るステップを有し、前記周波数間隔情報は前記ビート信号を含み、前記駆動信号を生成して出力するステップは、前記ビート信号のビート周波数に基づいて前記各周波数間隔と所定の周波数間隔との前記差分を算出し、前記基準光源の出力光スペクトルは、N本以上の等周波数間隔で並んだサブピークを有することを特徴とするマルチキャリア光送信方法。
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