JPH02167525A - Optical modulation device - Google Patents
Optical modulation deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［概要］
ディジタル光フアイバ通信等に用いられる光変調装置に
関し、
デバイスの高速特性の著しい向上を必要とせずに、高速
で光変調を行って良好な変調波形を出力することができ
る光変調装置を提供することを目的とし、
単一縦モード発振する光源と、その光源からの出力をク
ロック信号によって変調してクロックパルスを出力する
第１の光変調手段と、その第１の光変調手段からの光出
力を上記クロック信号に同期したノンリターンツーゼロ
（ＮＲＺ）のデータ信号によって変調して上記クロック
パルスのうちの上記データ信号と一致するパルスだけを
出力する第２の光変調手段とを有するように構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding an optical modulation device used for digital optical fiber communication, etc., the present invention performs optical modulation at high speed and outputs a good modulated waveform without requiring a significant improvement in the high-speed characteristics of the device. The purpose of the present invention is to provide an optical modulation device that can perform a single longitudinal mode oscillation; a second optical modulator that modulates the optical output from the first optical modulating means with a non-return-to-zero (NRZ) data signal synchronized with the clock signal and outputs only the pulses that match the data signal among the clock pulses; and a light modulating means.
［産業上の利用分野］
この発明は、ディジタル光フアイバ通信等に用いられる
光変調装置に関するもので、特に、高速の光変調を行う
のに適した光変調装置に関する。[Industrial Field of Application] The present invention relates to an optical modulation device used in digital optical fiber communications and the like, and particularly to an optical modulation device suitable for high-speed optical modulation.
近年、光フアイバ通信の大容量化が求められ、それに伴
って、光変調の高速化が必要となっている。そこで、電
子デバイスや光デフへイスの高速化が図られているが、
デバイスの高速特性を暑しく向上させるのは困難であり
、デバイス自体の高速化によって、光変調を要求レベル
まで高速化することは難しい。In recent years, there has been a demand for higher capacity optical fiber communications, and along with this, there has been a need for faster optical modulation. Therefore, efforts are being made to speed up electronic devices and optical differential gears.
It is difficult to significantly improve the high-speed characteristics of a device, and it is difficult to increase the speed of optical modulation to the required level by increasing the speed of the device itself.
したがって、デバイスの高速特性の著しい向上を必要と
せずに、光変調を高速で行うことができる光変調装置が
求められている。Therefore, there is a need for an optical modulation device that can perform optical modulation at high speed without requiring significant improvements in the high-speed characteristics of the device.
［従来の技術］
従来の光変調装置は、駆動回路から半導体レーザ光源に
入力する電流をオン−オフして直接変調を行うものと、
半導体レーザ光源などから発振された−様な光出力を、
光変調器でスイッチングして光パルスに変調する、外部
変調を行うものとがあった。[Prior Art] Conventional optical modulation devices include those that perform direct modulation by turning on and off a current input from a drive circuit to a semiconductor laser light source;
-like optical output oscillated from a semiconductor laser light source, etc.
There was one that performed external modulation by switching with an optical modulator and modulating into optical pulses.
［発明が解決しようとする課題］
しかし、変調速度が高速になると、直接変調を行うもの
には、駆動波形のパターン効果等に起因する符号量干渉
の発生が不可避である。また、直接及び間接いずれの変
調を行うものも、変調速度が高速になると、電子デフへ
イスの回路の高周波特性の限界によってジッタが大きく
なると共に、光デバイスの高周波特性の限界も加わって
、光変調波形が著しく劣化する欠点がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, as the modulation speed increases, code amount interference due to pattern effects of drive waveforms, etc., inevitably occurs in those that perform direct modulation. In addition, with both direct and indirect modulation, as the modulation speed increases, jitter increases due to the limits of the high-frequency characteristics of the electronic differential circuit, and the limits of the high-frequency characteristics of the optical device also increase. The disadvantage is that the modulation waveform deteriorates significantly.
この発明は、そのような従来の欠点を解消し、デバイス
の高速特性の著しい向上を必要とせずに、高速で光変調
を行って良好な変調波形を出力することができる光変調
装置を提供することを目的とする。The present invention eliminates such conventional drawbacks and provides an optical modulation device that can perform optical modulation at high speed and output a good modulated waveform without requiring a significant improvement in the high-speed characteristics of the device. The purpose is to
［課題を解決するための手段］
上記の目的を遠戚するために、本発明の光変調装置は、
第１図に示されるように、単一縦モード発振する光源１
と、その光源１からの出力をクロック信号によって変調
してクロックパルスを出力する第１の光変調手段２と、
その第１の光変調手段２からの光出力を、上記クロック
信号に同期したノンリターンツーゼロ（ＮＲＺ）のデー
タ信号によって変調して、上記クロックパルスのうちの
上記データ信号と一致するパルスだけを出力する第２の
光変調手段３とを有することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the optical modulation device of the present invention has the following features:
As shown in FIG. 1, a light source 1 that oscillates in a single longitudinal mode
and a first optical modulation means 2 that modulates the output from the light source 1 using a clock signal and outputs a clock pulse.
The optical output from the first optical modulation means 2 is modulated by a non-return-to-zero (NRZ) data signal synchronized with the clock signal, so that only the pulses of the clock pulses that match the data signal are modulated. It is characterized in that it has a second light modulation means 3 for outputting.
［作用］
光源１から出力された単一縦モード光は、第１の光変調
手段２によってクロックパルスに変調される。このよう
なりロックによる変調においては、パターン効果による
波形劣化は生じない。そして、そのクロックパルスが第
２の光変調手段３によって変調されて、ＮＲＺのデータ
信号と一致するパルスだけが、第２の光変調手段３から
出力される。[Operation] Single longitudinal mode light output from the light source 1 is modulated into clock pulses by the first optical modulation means 2. In modulation by such locking, waveform deterioration due to pattern effects does not occur. Then, the clock pulse is modulated by the second optical modulating means 3, and only the pulse that matches the NRZ data signal is outputted from the second optical modulating means 3.
この、出力波形のジッタは、クロック信号のジッタで決
定されるので、ジッタをほとんど含んでいない。また、
本発明の構成は基本的には外部変調であり、用いる光変
調手段の非線形の応答特性によって、データ駆動波形に
含まれる振幅方向の符号量干渉も大幅に小さくすること
ができる。This jitter of the output waveform is determined by the jitter of the clock signal, and therefore contains almost no jitter. Also,
The configuration of the present invention is basically external modulation, and the nonlinear response characteristics of the optical modulation means used can significantly reduce code amount interference in the amplitude direction included in the data drive waveform.
［実施例］ 図面を参照して実施例を説明する。[Example] Examples will be described with reference to the drawings.
第２図は本発明の一実施例の構成を示している。FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of the present invention.
１は、単一縦モード発振する、例えば分布帰還型半導体
レーザ光源であり、定電流電源４によってコイル５を通
して駆動される。Reference numeral 1 denotes, for example, a distributed feedback semiconductor laser light source that oscillates in a single longitudinal mode, and is driven through a coil 5 by a constant current power supply 4.
２及び３は、第１及び第２の光変調手段であり、本実施
例においては、共に、マツハツエンダ型の光変調器が用
いられている。このマツハツエンダ型の光変調器２，３
自体は公知なので、その構成については簡単に説明をす
る。２つの光変調器２，３は、１つの基板６に連続して
設けられている。光導波路７は、電界によって屈折率が
変化する電気光学効果を右する材質で形成されておリ、
途中で２つのブランチ７ａ、７ｂに分かれている。光導
波路の各ブランチ７ａ、７ｂには、特性インピーダンス
が一定に形成されたストリップライン８とアース電極９
とによって逆極性の電界がかかり、各々の屈折率が逆に
変化して、各ブランチ７ａ、７ｂ内を通過する光の位相
がずれる。Reference numerals 2 and 3 denote first and second optical modulation means, both of which are Matsuha Tsuender type optical modulators in this embodiment. These Matsuhatsu Enda type optical modulators 2 and 3
Since it is publicly known, its configuration will be briefly explained. The two optical modulators 2 and 3 are consecutively provided on one substrate 6. The optical waveguide 7 is made of a material that exhibits an electro-optic effect in which the refractive index changes depending on the electric field.
It is divided into two branches 7a and 7b in the middle. Each branch 7a, 7b of the optical waveguide has a strip line 8 formed with a constant characteristic impedance and a ground electrode 9.
An electric field of opposite polarity is applied thereto, and the refractive index of each branch changes in the opposite direction, causing a phase shift of the light passing through each branch 7a and 7b.
その結果、出力端でそれらの通過光が合成されたときに
干渉が生じて、合成光の強度が変化するので、印加電圧
によって光変調を行うことができるものである。As a result, when the passing lights are combined at the output end, interference occurs and the intensity of the combined light changes, so that optical modulation can be performed by applying voltage.
１０は、電極間に接続された終端抵抗である。10 is a terminating resistor connected between the electrodes.
第１及び第２の光変調器２，３の各ストリップライン８
には、第１及び第２の駆動回路１１．１２が接続されて
いる。これら駆動回路１１．１２には、例えば電界効果
トランジスタ（ＦＥＴ）が用いられており、そのドレー
ンがストリップライン８に接続され、その電流が、ゲー
トに加えられる電界で制御されるものである。Each strip line 8 of the first and second optical modulators 2 and 3
are connected to first and second drive circuits 11.12. For example, field effect transistors (FETs) are used in these drive circuits 11 and 12, the drains of which are connected to the strip line 8, and the currents of which are controlled by the electric field applied to the gates.
本発明においては、第１の駆動回路１１からはクロック
信号が出力される。クロック信号の駆動は周波数成分が
狭帯域であるので、比較的容易である。そして、第２の
駆動回路１２からは、ノンリターンツーゼロ（ＮＲＺ）
のデータ信号が、第１の駆動回路１１のクロック信号と
同期をとって、クロックで変調された光波形（Ｃ）がｒ
ＨＪレベルの時と、データ信号（ｄ）の遷移領域が重な
らないような位相関係になるように出力される。そして
、第２の光変調器３の光出力端は光ファイバ１３に接続
されている。In the present invention, the first drive circuit 11 outputs a clock signal. Driving the clock signal is relatively easy since the frequency component is in a narrow band. Then, from the second drive circuit 12, a non-return-to-zero (NRZ)
The data signal is synchronized with the clock signal of the first drive circuit 11, and the optical waveform (C) modulated by the clock is r
The signal is outputted in a phase relationship such that the transition region of the data signal (d) does not overlap with that of the HJ level. The optical output end of the second optical modulator 3 is connected to an optical fiber 13.
次に、上記実施例の動作を、第３図のタイムチャート図
をも参照しつつ説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained with reference to the time chart of FIG.
光源１からの出力光ａは均一の強度であり、第１の光変
調器２に入力する電気信号すは一定パルスのクロック信
号である。クロックによる変調では、パターン効果によ
る波形劣化がなく、またジッタもほとんど含まれない。The output light a from the light source 1 has uniform intensity, and the electrical signal input to the first optical modulator 2 is a constant pulse clock signal. Modulation using a clock does not cause waveform deterioration due to pattern effects and contains almost no jitter.
そして、第１の光変調器２によって、入力光ａが変調さ
れて、クロック信号すに対応するクロックパルスＣが出
力される。Then, the input light a is modulated by the first optical modulator 2, and a clock pulse C corresponding to the clock signal A is output.
第２の光変調器３に入力する電気信号ｄは、ＮＲＺのデ
ータ信号である。ｄ′にそのアイパターンが示されるよ
うに、データ信号ｄには大きなジッタ及び符号量干渉が
含まれている。The electrical signal d input to the second optical modulator 3 is an NRZ data signal. As the eye pattern is shown in d', the data signal d contains large jitter and code amount interference.
第１の光変調器２からのクロックパルスＣの出力は、第
２の光変調器３で変調されて、クロックパルスＣのうち
、ＮＲＺのデータ信号ｄと一致するパルスｅだけが出力
される。そして、その出力カ光ファイ／＜ １３内を伝
送される。The output of the clock pulse C from the first optical modulator 2 is modulated by the second optical modulator 3, and only the pulse e of the clock pulse C that matches the NRZ data signal d is output. The output signal is then transmitted through the optical fiber.
ｅ′は、第２の光変調器３で変調されて出力されるパル
スのアイパターンである。このパルスの波形はもともと
クロック信号によって形成されたものなので、そのジッ
タはクロック信号のジッタで決定され、出力波形にはジ
ッタがほとんど含まれていない。e' is an eye pattern of a pulse modulated by the second optical modulator 3 and output. Since the waveform of this pulse was originally formed by the clock signal, its jitter is determined by the jitter of the clock signal, and the output waveform contains almost no jitter.
また振幅方向の符号量干渉は、本実施例で用いたマツハ
ツエンダ型の光変調器２の非線形の応答特性によって、
大幅にカー／ ）されている。第４図は、振幅方向の符
号量干渉をカットするマツハツエンダ型光変調器の入出
力特性を示したものである。In addition, the code amount interference in the amplitude direction is caused by the nonlinear response characteristics of the Matsuhatsu Enda type optical modulator 2 used in this example.
It has been significantly car/ ). FIG. 4 shows the input/output characteristics of a Matsuhatsu Enda type optical modulator that cuts code amount interference in the amplitude direction.
印加電圧を■、光出力がゼロになる印加電圧をＶＤとす
ると、出力りは
Ｌ■ＣＯ３７（工 １）
２ ■ゎ
で表わされる。したがって、この非線形の特性によって
、第４図からも明らかなように、人力信号に含まれてい
る振幅方向の符号量干渉２１が出力側では大幅に減少し
ている。Assuming that the applied voltage is {circle around (1)} and the applied voltage at which the optical output becomes zero is VD, the output power is expressed as L■CO37 (work 1) 2 ■ゎ. Therefore, as is clear from FIG. 4, due to this nonlinear characteristic, the code amount interference 21 in the amplitude direction included in the human input signal is significantly reduced on the output side.
尚、光変調器としては、必ずしもマツハツエンダ型光変
調器を用いる必要はなく、他の型の光変調器を用いても
よい。Note that it is not necessary to use a Matsuhatsu Enda type optical modulator as the optical modulator, and other types of optical modulators may be used.
［発明の効果］
本発明の光変調装置によれば、出力パルスから、ジッタ
をほとんど無くシ、符号量干渉も大幅に減少させること
が可能なので、同じ程度の高速特性のデバイスを用いて
、高速な光変調を行った場合、従来の方式にくらべて、
良好な光度調波形を得ることができる。[Effects of the Invention] According to the optical modulation device of the present invention, it is possible to almost eliminate jitter from the output pulse and to significantly reduce code amount interference. When performing optical modulation, compared to the conventional method,
A good photometric waveform can be obtained.
また、同程度の速度の光変調を行うのであれば、デバイ
スに要求される高速特性を大幅に軽減することができる
。Furthermore, if optical modulation is performed at a similar speed, the high-speed characteristics required of the device can be significantly reduced.
第１図は本発明の原理を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例の構成図、
第３図は実施例の動作を示すタイムチャート図、
第４図は実施例の光変調器の入出力特性を示す線図であ
る。
図中、１・・・光源、
２・・・第１の光変調手段、
３・・・第２の光変調手段。Fig. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of an embodiment of the invention, Fig. 3 is a time chart showing the operation of the embodiment, and Fig. 4 is optical modulation of the embodiment. FIG. 2 is a diagram showing the input/output characteristics of the device. In the figure, 1... light source, 2... first light modulation means, 3... second light modulation means.
Claims (1)
してクロックパルスを出力する第１の光変調手段（２）
と、 その第１の光変調手段（２）からの光出力を、上記クロ
ック信号に同期したノンリターンツーゼロ（ＮＲＺ）の
データ信号によって変調して、上記クロックパルスのう
ちの上記データ信号と一致するパルスだけを出力する第
２の光変調手段（３）とを有することを 特徴とする光変調装置。[Claims] A light source (1) that oscillates in a single longitudinal mode, and a first optical modulation means (2) that modulates the output from the light source (1) with a clock signal and outputs a clock pulse.
and modulating the optical output from the first optical modulation means (2) with a non-return-to-zero (NRZ) data signal synchronized with the clock signal to match the data signal of the clock pulses. 1. A light modulation device characterized by comprising: a second light modulation means (3) that outputs only pulses of light.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63323159A JPH02167525A (en) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | Optical modulation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63323159A JPH02167525A (en) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | Optical modulation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02167525A true JPH02167525A (en) | 1990-06-27 |
Family
ID=18151743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63323159A Pending JPH02167525A (en) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | Optical modulation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02167525A (en) |
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- 1988-12-21 JP JP63323159A patent/JPH02167525A/en active Pending
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